PVDF-g-PNIPAAm共聚物的合成及其溫敏膜的性能.pdf

1、環(huán)境響應(yīng)型智能膜，特別是溫度敏感的智能膜在近年來(lái)得到了越來(lái)越多的關(guān)注。聚偏氟乙烯(PVDF)是一種性能優(yōu)良的膜材料，其制備的膜已經(jīng)在微濾和超濾過(guò)程得到廣泛的應(yīng)用，但是PVDF膜的強(qiáng)疏水性能也在某些方面限制了其應(yīng)用。本文是以PVDF粉末作為基體，接枝上溫敏性材料N-異丙基丙烯酰胺(NIPAAm)，對(duì)其進(jìn)行改性，制膜得到溫度敏感的PVDF-g-PNIPAAm智能膜。
　　 首先以氯化亞銅(CuCl)/三(N，N-二甲基氨基乙基)胺(

2、Me6TREN)作為催化配位體系，用DMF作為溶劑，通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基(ATRP)的方法直接在PVDF粉末上接枝NIPAAm。用傅利葉紅外光譜(FTIR)和核磁共振(1H-NMR)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，結(jié)果表明PNIPAAm成功接枝到了PVDF上?？疾炝朔磻?yīng)物投料比，聚合反應(yīng)時(shí)間以及反應(yīng)溫度對(duì)接枝率的影響，確定了優(yōu)化的反應(yīng)條件。用相轉(zhuǎn)化法制備PVDF-g-PNIPAAm共聚膜，然后用X射線光電子能譜(XPS)，壓汞儀和掃描電子顯微鏡(SEM

3、)對(duì)膜的表面化學(xué)組成和孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，結(jié)果表明在成膜過(guò)程中PNIPAAm更趨向于富集在膜的表面或膜孔的表面上，而接枝上PNIPAAm后使得膜的孔徑和孔隙率都增大，膜的抗蛋白污染能力提高。對(duì)共聚膜進(jìn)行純水通量和蛋白質(zhì)截留率測(cè)試，研究了其溫敏性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)溫度變化時(shí)所制備的共聚膜呈現(xiàn)出一定的溫度敏感性能。
　　 為研究不同接枝率下共聚膜的溫度響應(yīng)性能，本文采用堿處理的方法制備出較高接枝率的PVDF-g-PNIPAAm共聚膜，

4、并與用ATRP法制備的低接枝率的PVDF-g-PNIPAAm共聚膜進(jìn)行比較，研究?jī)煞N不同方法制備的共聚膜的溫度響應(yīng)行為。結(jié)果表明，由于堿處理法能得到更高接枝率的產(chǎn)物，成膜時(shí)更多的PNIPAAm進(jìn)一步增大了共聚膜的孔徑，增強(qiáng)了親水性能，但也使膜機(jī)械強(qiáng)度有所下降。對(duì)膜進(jìn)行純水通量和截留率測(cè)試發(fā)現(xiàn)，堿處理法制備的共聚膜的溫敏行為和ATRP法制備的不同，PVDF-g-PNIPAAm共聚膜的溫敏行為受到NIPAAm接枝率和膜孔徑的影響，低接枝率和