共混改性制備抗菌性耐污染聚醚砜超濾膜的研究.pdf

1、目前,各行業(yè)對超濾膜的要求越來越高,解決膜的抗菌耐污染性能的問題迫在眉睫。為了賦予聚醚砜(PES)超濾膜抗菌性及親水性,已通過表面改性及共混改性等方法對超濾平板膜進行改性,并已獲得很大的進展。本文為了保持PES超濾膜本體的性能,采用共混改性的方法將抗菌聚合物與PES混合均勻,通過相轉(zhuǎn)化法制備 PES平板膜及干-濕紡絲法制備 PES中空纖維超濾膜。采用傅立葉紅外光譜儀(FTR-IR)、掃描電鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、萬能拉力機

2、、膜評價儀對膜的官能團、形貌結(jié)構(gòu)、表面粗糙度、抗機械性能、過濾性能等進行測試表征。
　　首先,基于含辣素活性衍生結(jié)構(gòu)的丙烯酰胺為乙烯基單體,具有可聚合性。本文通過熱引發(fā)溶液聚合和光引發(fā)溶液聚合兩種方法制備抗菌性聚合物,合成配方主要為含辣素活性衍生結(jié)構(gòu)的丙烯酰胺單體N-(4-羥基-3-甲基芐基)-丙烯酰胺(簡稱 HMOBA)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)。結(jié)果表明:兩種方法都可以成功合成具有抗菌性的聚合物,在相同的聚合反

3、應配方下,HOAM1(熱引發(fā)溶液聚合4h)的抗菌率為80.84％,HOAM2(紫外輻射1h)的抗菌率為85.05%,光引發(fā)溶液聚合制備抗菌聚合物具有更強抗菌性能,且合成反應時間更短;對比HOAM2、HOAM3及 HOAM4三種聚合物對大腸桿菌的抗菌性可以發(fā)現(xiàn),隨著紫外輻射反應的時間越長,同量的聚合物具有更強的抗菌性,HOAM3(紫外輻射1.5h)的抗菌率達到95.37%。
　　其次,研究了 HOAM4(紫外輻射2.0h)的含量對

4、PES平板超濾膜的性能影響。研究表明:添加劑聚乙烯吡咯烷酮(PVP)對 PES具有很好的致孔作用,HOAM4并不能作為致孔劑而增加超濾膜的通量;HOAM4的加入使超濾膜的親水性得到進一步改善,水靜態(tài)接觸角在 HOAM4的含量為3%時為57.56°,相對未改性的膜降低了14.35%;HOAM4的含量增加,超濾膜的表面粗糙度降低,當 HOAM4的含量為3%時,其平均粗糙度相對于為未改性膜降低了75.9%;膜的抗菌性能也隨著 HOAM4的增加

5、而增大,通過平板計數(shù)法可知當 HOAM4的含量為3%,膜對大腸桿菌的抗菌率可達到90%;但是結(jié)合過濾性能及經(jīng)濟性在 HOAM4的含量為1%-2%較好。
　　最后,研究了內(nèi)凝膠浴的溫度及組成、抗菌聚合物 HOAM4的含量對 PES中空纖維超濾膜的結(jié)構(gòu)及性能的影響。實驗表明:內(nèi)凝膠浴的溫度及組成的改變對纖維膜的結(jié)構(gòu)和性能都會產(chǎn)生比較大的影響,內(nèi)凝膠浴溫度的升高,膜內(nèi)表面變得越致密,皮層變厚,膜的截留率升高;膜內(nèi)部指狀孔向大孔生長,甚至