聚偏氟乙烯膜亲水化改性与表征

摘要

聚偏氟乙烯(PVDF)由于其机械强度高、耐热稳定好等特点得到了广泛的应用.然而,PVDF膜表面能低,疏水性大,使得在过滤过程中PVDF膜易受污染,进而使得膜通量的衰减和过滤效率的降低,最终使得操作费用的增加.解决PVDF膜耐污染性的有效方法是对其进行亲水化改性.本文采用原子转移自由基聚合法(ATRP)合成了3种不同PVDF分子量(PVDF275K,PVDF310K,PVDF590K)的两亲接枝共聚物PVDF-g-POEM,采用NIPS法制备了PVDF-g-POEM平板膜,并对平板膜的性能进行了考察.结果表明PVDF275 K-g-POEM膜纯水通量为857.4 L·m-2·h-1·bar-1，比未改性前的PVDF275 K膜纯水通量(14.2 L·m-2·h-1·bar-1)提高至60倍，截留分子量为41000 Da，过滤0.5g/L的BSA溶液2h后，经超声清洗，膜纯水通量恢复率为83.7%，具有较好的耐污染性能，亲水性得到了很大的提高。PVDF275 K-g-POEM膜的纯水通量大于PVDF310 K-g-POEM膜的纯水通量(108.3 L·m-2·h-1·bar-1)和PVDF590 K-g-POEM膜的纯水通量(138.2 L·m-2·h-1·bar-1)，由EDX元素分析表明，PVDF275 K-g-POEM膜表面O元素的分布多于其余两种膜表面O元素的分布，这使得PVDF275 K-g-POEM膜较其余两种膜具有更好的亲水性，更大的纯水通量。