PVDF-g-PNIPAAm智能膜的制備與結構和性能關系研究.pdf

1、聚偏氟乙烯(PVDF)作為一種常用分離膜材料，在水處理、生物分離等領域有著廣泛的應用。本研究在全面了解溫敏膜制備方法的基礎上，采用堿處理法對PVDF粉末進行改性，利用自由基共聚合反應，以N-異丙基丙烯酰胺(NIPAAm)為單體，偶氮二異丁氰(AIBN)為引發(fā)劑，制備了PVDF-g-PNIPAAm共聚物，并用FTIR、NMR、DSC等對其結構進行了表征。
　　 采用相轉化法制備TPVDF-g-PNIPAAm溫敏平板分離膜。利用SE

2、M、AFM、以及毛細管流動孔徑儀等對其孔結構進行了研究；利用接觸角測定儀等對共聚物膜的親水性進行了研究；通過純水通量及不同分子量牛血清蛋白和卵清蛋白的截留率，研究了PVDF-g-PNIPAAm共聚物膜的溫度響應性；進而著重討論了PVDF-g-PNIPAAm共聚物濃度(固含量)、凝固浴組成等對膜結構和性能的影響。在此平板膜研究的基礎上，討論了原料配比、溶劑以及固含量等對PVDF-g-PNIPAAm紡絲鑄膜液的流變性能的影響。
　　

3、 研究結果表明，NIPAAm成功接枝到PVDF聚合物上，并且計算出NIPAAm占PVDF-g-PNIPAAm共聚物的摩爾百分比為34.1％。比較PVDF平板膜，PVDF-g-PNIPAAm共聚物膜親水性增加、空隙率增大。純水通量和截留率表現(xiàn)出明顯的溫度敏感特性，膜純水通量在27℃～32℃出現(xiàn)急劇降低，并逐漸趨于平穩(wěn)；在25℃～35℃的范圍內(nèi)，膜對牛血清蛋白的截留率隨溫度的升高而急劇增加，并逐漸趨于平穩(wěn)，最大截留率可達99.7％以上，表現(xiàn)

4、出很好的截留效果。
　　 所制備的PVDF-g-PNIPAAm膜上層具有指狀結構，下層為海綿狀孔結構。隨著固含量的增加，膜趨于致密化，溫度響應性能逐漸下降，截留率隨著溫度的升高逐漸增加，膜的平均孔徑逐漸減小，且孔隙率也逐漸減小。凝固浴組成對膜結構和性能有很大的影響。隨凝固浴中乙醇濃度的增加，膜表面更加粗糙，膜結構中形成的海綿狀孔增多，同時外表面的孔徑增大，膜表現(xiàn)出來的對溫度的依賴性升高。
　　 PVDF-g-PNIPAm

5、以及PVDF/PVDF-g-PNIPAm紡絲鑄膜液均為假塑性流體。在相同溫度下以NMP為溶劑時，PVDF/PVDF-g-PNIPAAm共混物紡絲溶液的表觀粘度相應要高于以DMAc為溶劑時。PVDF-g-PNIPAAm和PVDF/PVDF-g-PNIPAAm紡絲鑄膜液表觀粘度值隨溫度的升高而降低，在高剪切速率下，PVDF-g-PNIPAAm紡絲鑄膜液流動性能對溫度的依賴性有所上升，紡絲受溫度影響較大；PVDF/PVDF-g-PNIPAAm