收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

紫外预辐射聚偏氟乙烯膜表面改性及其分离膜功能化

邓琦岚  
【摘要】: 含氟聚合物以其广泛的优良性能尤为受到人们的关注,它们的优良性质包括:良好的抗化学腐蚀性、低吸水性和低介电性以及高温稳定性等。聚偏氟乙烯(PVDF)作为一种功能性材料已在分离膜技术和生物技术及生物医疗(如血管缝合,血小板再生)等领域引起极大兴趣。但是由于PVDF表面能极低,强疏水性能及其低的抗蛋白质吸附性能导致其在使用过程中易吸附蛋白质或血小板,使仪器易受到污染。同时其分离膜也易被蛋白质吸附污染,需要很高的驱动压力,膜通量衰减,膜的寿命极短,在加工和大规模应用中受到限制。所以对PVDF进行表面功能化,提高表面亲水性成为现在的研究热点之一。 本文首先对聚偏氟乙烯(PVDF)膜进行氮气气氛紫外预辐射处理,使PVDF膜片的C-F键,C-H键在297 nm的紫外光下被打断,产生自由基,在空气中暴露产生环氧和过氧基团(-O-O-,-O-O-H)。然后环氧和过氧基团从表面热引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)的自由基聚合。用二苯代苦味酰肼(DPPH)测量表面过氧基团浓度。紫外光的辐射能量小,可以在不改变膜片本身性质的情况下对其表面进行改性。使用衰减全反射傅立叶红外光谱(ATR-FTIP)和X-射线光电子能谱(XPS)表征修饰后PVDF薄膜表面的化学成份变化。通过原子力显微镜(AFM)观察修饰后PVDF膜表面形貌粗糙度增大的变化。修饰后PVDF膜表面的接触角变化由静滴接触角测量仪测得,膜片的接触角明显降低,亲水性提高,证实了紫外预辐射处理获得表面引发基团,然后可表面引发自由基聚合修饰PVDF膜的可行性。改变紫外辐照处理PVDF膜片的时间,探求紫外预辐射时间对PVDF膜片表面改性的影响规律。 为了提高PVDF分离膜抗表面污染性能,本文采用过氧化二苯甲酰(BPO)/CuCl/2,2-联吡啶(Bpy)为体系的反原子转移自由基聚合(RATRP)方法在聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜表面接枝聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚甲基丙烯酸甲基醚聚(乙二醇)酯(PPEGMA)。首先氮气氛围紫外预辐射处理聚偏氟乙烯微滤膜,空气暴露引入过氧基团的表面热引发中心,然后表面引发反原子转移自由基聚合,在PVDF微滤膜表面和孔洞内部获得聚合物刷。使用衰减全反射傅立叶红外光谱(ATR-FTIR)和X-射线光电子能谱(XPS)表征修饰后的微滤膜表面化学组成。扫描电镜(SEM)表征分析微滤膜表面及断面的形态结构。材料显微镜图象处理软件测出随着接枝率的增加修饰后的微滤膜孔径变小,分布更均匀。动力学研究揭示溶液中的自由PMMA的数均分子量与单体转化率呈线性关系,分子量分布呈现窄分布,表明在相同条件下的微滤膜表面链增长是可控/“活性”过程。通过接枝PMMA聚合物刷,聚偏氟乙烯微滤膜表面由憎水变成亲水,修饰后的膜接触角下降,蛋白质静态吸附实验和动态流量实验表明修饰后的微滤膜表现出良好的抗蛋白质污染性。而接枝PMMA聚合物刷的憎水性PVDF微滤膜蛋白质流速仅略小于接枝PPEGMA修饰的憎水性PVDF微滤膜。通过反原子转移自由基聚合方法在紫外预处理的PVDF微滤膜表面进行可控接枝聚合反应是制备具有孔径可调节、膜表面和微孔表面性质可裁剪的功能化微滤膜的有效方法之一。 通过PVDF微滤膜表面直接引发ATRP制备环境敏感聚合物刷,采用仲氟原子和CuBr/4,4-二甲基-2,2-联吡啶(DMDP)的催化体系直接引发功能单体聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)制备聚合物刷。修饰后薄膜表面的化学组成及结构变化分别由ATR-FTIR和XPS表征,SEM检测修饰后微滤膜表面形貌及断面形貌图的变化。为了验证溶剂对NIPAAm的ATRP的影响,我们分别在不同极性强度的溶剂里以PVDF作为引发剂考察NIPAAm的原子转移自由基聚合。表面接枝PNIPAAm聚合物刷后,薄膜表面接触角明显降低。水通量温度敏感实验和动态流量实验表明修饰后的微滤膜具有温度敏感性能。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 周菊;李玲;郭海婧;苏鑫;;蒙皂石对聚偏氟乙烯超滤膜性能的影响[J];精细石油化工;2008年01期
2 曾华丽;相波;李义久;;微滤膜材料分析研究[J];上海化工;2011年02期
3 宋来洲;张尊举;李洪喜;李晓博;;改性聚偏氟乙烯微滤膜深度处理城市污水的研究[J];中国给水排水;2006年13期
4 潘巧明,王琪,吴良英,俞三传;聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备[J];水处理技术;2005年10期
5 欧宝立;李笃信;;SiO_2交联剂交联MMA聚合制备PMMA/SiO_2纳米复合材料[J];化学通报;2006年06期
6 邸玉静;张学俊;赵劲彤;;聚偏氟乙烯接枝3-苯基丙烯酸的改性研究[J];膜科学与技术;2011年01期
7 邵平海,孙国庆;聚偏氟乙烯微滤膜亲水化处理[J];水处理技术;1995年01期
8 张宏忠;王明花;方少明;;聚偏氟乙烯微孔膜的表面功能化研究进展[J];化工新型材料;2006年06期
9 王春雅;潘凯;周克斌;曹兵;;臭氧引发双性离子单体接枝改性制备聚偏氟乙烯亲水膜[J];化工新型材料;2010年S1期
10 朱愉洁;文晨;朱华章;肖长发;;聚偏氟乙烯/TiO_2杂化膜的结构与性能研究[J];天津工业大学学报;2008年03期
11 宋来洲;张尊举;陈闵子;赵静;;聚偏氟乙烯微滤膜的表面改性[J];膜科学与技术;2007年05期
12 李娜;韩燕全;华河林;魏立安;;聚偏氟乙烯/亲水性高聚物共混相容性及膜性能[J];南昌航空大学学报(自然科学版);2009年02期
13 王文才;韩炳强;曹兵;赵静;;臭氧引发接枝制备聚偏氟乙烯亲水膜[J];膜科学与技术;2010年03期
14 张炜频;李娜;张钧超;韩燕全;华河林;;聚乙二醇对聚偏氟乙烯/亲水性高聚物性能影响[J];南昌航空大学学报(自然科学版);2010年01期
15 张裕卿;张红柳;曲云;;填充纳米SiO_2对聚偏氟乙烯膜性能的影响[J];膜科学与技术;2007年06期
16 王晓丽,陈蕊,冯真真,高博,傅学起;酵母菌污染膜的超声波辅助清洗技术[J];水处理技术;2005年07期
17 孙宝山;;新型复合分离膜的构效关系研究[J];实验室科学;2009年03期
18 贠延滨,刘丽英,马润宇;聚偏氟乙烯膜的研究进展[J];膜科学与技术;2003年02期
19 张炯;吴君毅;粟小理;;聚偏氟乙烯膜性能影响因素探讨[J];有机氟工业;2006年03期
20 王慧雅;;PVDF-Al_2O_3复合膜的制备及表征[J];科技信息(学术版);2006年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈义旺;邓琦岚;;聚偏氟乙烯微滤膜表面可控修饰及表征[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2007年
2 王建宇;钱艳玲;章帆;朱宝库;徐又一;;两亲性嵌段共聚物共混改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备及性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(7)[C];2007年
3 刘富;朱宝库;徐又一;;聚偏氟乙烯(PVDF)复合微孔膜的亲水化表面修饰[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(下)[C];2004年
4 龙新文;张德震;包岷;;聚偏氟乙烯微滤膜表面化学改性研究[A];2004年全国高分子材料科学与工程研讨会论文集[C];2004年
5 王春雅;潘凯;周克斌;曹兵;;紫外光照引发双性离子单体接枝改性制备聚偏氟乙烯亲水膜[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
6 徐运祺;雷彩红;;聚偏氟乙烯流延膜挤出成型过程结构与性能研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
7 彭锦雯;;硅表面引发ATRP接枝亲水性聚合物刷的动力学研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2007年
8 何领好;姚露;孙静;杨洁;宋锐;郝永梅;;手性苯丙氨酸对聚偏氟乙烯(PVDF)晶型分布的调控作用[A];中国化学会第十一届全国氟化学会议论文摘要集[C];2010年
9 陈娜;彭跃莲;纪树兰;;纳米SiO_2颗粒对聚偏氟乙烯超滤膜的影响研究[A];纳米材料与技术应用进展——第四届全国纳米材料会议论文集[C];2005年
10 刘敏;许振良;陈董根;魏永明;;热致相分离法制备聚偏氟乙烯/纳米二氧化硅共混膜[A];上海市化学化工学会2009年度学术年会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙(韦华);含氟聚合物薄膜表面功能化及其表面无电电镀应用[D];南昌大学;2007年
2 樊世民;矿物粉体表面纳米化修饰技术研究与应用[D];清华大学;2004年
3 赵奎;水溶性CdTe纳米晶的合成及表面性质研究[D];吉林大学;2007年
4 戴洁;磁性复合粒子的表面修饰及其在蛋白纯化中的应用[D];吉林大学;2009年
5 王芳斌;二茂铁—肽的生物电化学研究以及纳米磁性粒子的表面修饰[D];中南大学;2009年
6 李静;密度泛函方法对有机催化体系和表面反应的理论研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2005年
7 姚耀春;尖晶石LiMn_2O_4的制备及其电池制作技术与性能研究[D];昆明理工大学;2005年
8 谭庆刚;表面静电自组装构建生物相容性和药物控释超薄膜的研究[D];浙江大学;2005年
9 王春刚;金纳米棒的表面修饰及其生物识别的研究[D];东北师范大学;2007年
10 穆丽璇;基于硅纳米线的光响应化学传感器研究[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邓琦岚;紫外预辐射聚偏氟乙烯膜表面改性及其分离膜功能化[D];南昌大学;2007年
2 刘冬梅;聚偏氟乙烯表面接枝聚合物刷及表面物理化学性质[D];南昌大学;2006年
3 徐伟;茯苓多糖衍生物对生物医用高分子材料表面修饰的研究[D];武汉理工大学;2008年
4 穆春霞;抗污染聚偏氟乙烯微滤膜的制备及其性能研究[D];天津大学;2010年
5 郑建军;Gemcitabine纳米囊泡制备及体外抗胰腺癌作用的初步研究[D];广州医学院;2009年
6 邸玉静;聚偏氟乙烯接枝3-苯基丙烯酸的亲水化改性及微滤膜的制备[D];中北大学;2010年
7 王冠军;1.新型原子转移自由基聚合引发剂 2.阴离子开环聚合与原子转移自由基聚合相结合制备接枝共聚物[D];北京化工大学;2003年
8 高艳梅;甲基丙烯酸甲酯的原子转移自由基聚合的研究[D];海南大学;2010年
9 杨莉;纳米光催化剂的制备及其在环境治理中的应用[D];西安理工大学;2003年
10 瞿永泉;有机分子修饰Si(100)-2×1表面的理论研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;中科院研究成亲水性纳米材料[N];今日信息报;2004年
2 陈海燕 记者  姜雪松;松北泄洪区将添新绿[N];哈尔滨日报;2007年
3 记者 黄亮斌;氧化沟+微滤膜污水净化节省投资1/3[N];中国环境报;2004年
4 天津工业大学生物化工研究所所长 吕晓龙;带来清洁水质的膜过滤技术[N];中国纺织报;2008年
5 ;城市污水处理技术获新突破[N];光明日报;2004年
6 邹东华;浸没式微滤膜、氧化沟组合新工艺通过鉴定[N];中国建设报;2004年
7 罗华山;施秉旅游发展城市建设注重“亲水性”[N];贵州日报;2005年
8 编译 杨志钢;印刷油墨(光油)的固化干燥[N];中国包装报;2007年
9 钛鑫;TCL钛金空调为何炙手可热?[N];中国经营报;2006年
10 王俊杰;油性皮肤该如何护理[N];家庭医生报;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978