含辣素衍生結(jié)構(gòu)聚砜超濾膜的制備及性能研究.pdf

1、聚砜(PS)是一種有機(jī)高分子膜材料，具有易成型、機(jī)械強(qiáng)度高及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于超濾膜領(lǐng)域，但因該材料耐污染性能較差，阻礙了其進(jìn)一步發(fā)展。目前，已有通過“聚合-共混-相轉(zhuǎn)化”法將辣素衍生結(jié)構(gòu)引入到超濾膜中以提高其抑菌性能的相關(guān)報(bào)道。本文從雙官能度的含辣素衍生結(jié)構(gòu)單體入手，采用一種新型的“原位交聯(lián)-相轉(zhuǎn)化”法，制備出同時(shí)含有不飽和鍵和辣素衍生結(jié)構(gòu)的抑菌超濾膜，以達(dá)到持久、高抗生物污染的研究目的。
　　本文首先將雙官能度的

2、含辣素衍生結(jié)構(gòu)單體N-(2-羥基-3-丙烯酰胺甲基-4，6-二甲基芐基)丙烯酰胺(HMADBA)通過自由基引發(fā)聚合，制備出抑菌型均聚物，簡寫成PHMADBA。采用紅外光譜和熱重分析對均聚物進(jìn)行了表征，證實(shí)了含辣素衍生結(jié)構(gòu)單體HMADBA可以發(fā)生均聚。
　　將含辣素衍生功能單體HMADBA和引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)添加到PS鑄膜液中，通過“原位交聯(lián)-相轉(zhuǎn)化”法制備出新型抑菌PS/PHMADBA改性超濾膜，簡稱PS/PH改性超濾

3、膜，進(jìn)而增設(shè)了兩組對照實(shí)驗(yàn)，分別在鑄膜液中添加HMADBA或AIBN，對不同的膜進(jìn)行了熱重分析、X射線光電子能譜測試、掃描電鏡及分離性能測試。結(jié)果表明，采用該方法的確可以制備出兼具不飽和鍵和辣素衍生結(jié)構(gòu)的抑菌型超濾膜，與原PS超濾膜相比，改性PS/PH超濾膜的分離性能也有所提高。
　　在確定了制膜方案可行的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探索了HMADBA添加量對膜表面結(jié)構(gòu)與形貌、親水性、分離性能及抗菌性能的影響。結(jié)果表明，加入一定量HMADBA后

4、，膜的厚度基本沒有改變，接觸角略微上升，隨著添加量的增加，PS/PH改性超濾膜的皮層逐漸增厚，指狀孔變得更加粗大且貫穿。長期暴露在環(huán)境中，改性超濾膜表面部分聚合后剩余的雙鍵會進(jìn)一步發(fā)生聚合或交聯(lián)，進(jìn)而增加改性超濾膜的機(jī)械性能。當(dāng)HMADBA添加量為3wt％時(shí)，改性膜分離性能最好，對5 mg/L HA溶液的穩(wěn)定通量為108.42 L/m2h，與原PS膜相比，提高了33.97％，截留率基本保持不變。PS/PH改性超濾膜對大腸桿菌表現(xiàn)出明顯的

5、抑菌性，當(dāng)HMADBA添加量為3 wt％時(shí)，抑菌率達(dá)64.58％。
　　為了考察PS/PH改性超濾膜抗有機(jī)污染的性能，將四種膜（原PS超濾膜與HMADBA添加量分別為1wt％，2wt％，3wt％的PS/PH改性超濾膜）分別進(jìn)行了反復(fù)的過濾、清洗實(shí)驗(yàn)，通過通量恢復(fù)率評價(jià)其抗污染能力。實(shí)驗(yàn)考察了對5mg/L HA溶液的分離性能及清洗效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)HMADBA添加量為3wt％時(shí)，PS/PH改性超濾膜的初始通量和穩(wěn)定通量均高于原P