两亲性共聚物的分子设计、合成及其共混改性疏水聚合物多孔膜的研究

被引量 : 0次 | 上传用户:fanjun6699
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
PVC、PVDF及PSF是最常用的微滤、超滤膜材料,但在实际应用中,面临通量小、易污染、选择性和功能单一等问题,因此,对其进行亲水化和功能化改性以提高综合性能,具有重要意义。近年,研究发现,将两亲性共聚物与膜材料共混并通过相转化法制膜,则两亲性共聚物发生表面迁移而富集在共混膜的表面,亲水链段的表面富集使共混膜的亲水性得以改善,而疏水链段可与膜材料分子链发生链缠结、对亲水链段起到“锚定”的作用,使亲水改性效果持久、稳定。其中,两亲性共聚物的疏水链段与膜材料的相容性对共混膜性能有着重要影响,因而两亲性共聚物的分子设计与合成是关键、也是难点。在本研究中,设计并合成了多种不同化学组成和分子结构的两亲性共聚物,然后将之与PVC、PVDF及PSF共混制备了多孔膜,考察了两亲性共聚物对共混膜结构及性能的影响。具体研究内容和主要结论概述如下:通过ATRP法合成了PVC-g-P(PEGMA)。该共聚物在水中溶胀而不溶解,数均分子量为5.5×105g/mol,P(PEGMA)链段含量为82.6wt%。将PVC-g-P(PEGMA)与PVC共混并通过浸没沉淀法制备了PVC-g-P(PEGMA)/PVC多孔膜,研究发现:PVC-g-P(PEGMA)主要分布在共混膜的表面,当两亲性共聚物添加量为15wt%时,共混膜表面P(PEGMA)的摩尔百分数达到43%;两亲性共聚物的引入,提高了共混膜的孔隙率和平均孔径;其初始纯水接触角为52.2°,15s后下降到0°;0.1MPa、25℃下共混膜的纯水通量为584.4 L/m2·h,对BSA的截留率大于92%,水通量恢复率为84.7%。通过RAFT法合成了具有“梳子-链段-梳子”结构的ABA型两亲性共聚物P(PEGMA)-PMMA-P(PEGMA),其数均分子量为1.9×104g/mol。以PVDF为大分子引发剂,通过ATRP法合成了两亲性共聚物PVDF-g-PMAG,其数均分子量为3.12×105g/mol,PMAG含量为65.7wt%。分别将P(PEGMA)-PMMA-P(PEGMA)和PVDF-g-PMAG与PVDF共混并制备多孔膜。研究发现,两亲性共聚物的引入,增加了膜的孔隙率;引入少量的共聚物之后(~5wt%),PVDF膜的纯水接触角从110°降至50~56°,降幅超过50%;此外,共混膜的抗蛋白质吸附能力也得到了显著的提高。以PSF-CH2Cl为大分子引发剂,通过ATRP法合成了PSF-g-P(PEGMA),其数均分子量为6.34×104g/mol,P(PEGMA)的摩尔百分含量为71.1%,质量百分含量为39.6 wt%。该共聚物在水中溶胀而不溶解,将它与PSF共混并制备PSF-g-P(PEGMA)/PSF共混膜。研究结果显示,PSF-g-P(PEGMA)的引入,改善了共混膜的孔结构、提高了孔隙率和平均孔径;PSF-g-P(PEGMA)主要分布在共混膜的表面;将共混膜置于90℃热水中浸泡24h进行热处理后,膜表面富集的PSF-g-P(PEGMA)量明显增加;对于PSF-g-P(PEGMA)含量为20wt%的共混膜,初始纯水接触角为43.5°,50s后下降到0°;对BSA吸附量接近0。以Br-PSF-Br为引发剂,通过ATRP法合成了以PSF为疏水链段(B段)、分别以P(PEGMA)和PMAG为亲水链段(A段)的ABA型两亲性共聚物;P(PEGMA)-PSF-P(PEGMA)和PMAG-PSF-PMAG,所合成的共聚物在水中溶胀而不溶解。将这两种共聚物分别与PSF共混制备共混膜,研究发现,由于两亲性共聚物的引入,PSF膜表面由致密、无孔变为多孔(孔径小于50 nm且分布均匀),且膜皮层变薄、指状孔亚层结构变得更加规整、均一,整个膜的孔隙率变大:随着共混膜中两亲性共聚物含量的增加,其水接触角和BSA吸附量逐渐下降,当共聚物添加量为10 wt%时,BSA的吸附量接近于0。通过ATRP法合成了PSF-g-PtBA和PSF-g-PNIPAAm,然后在酸性条件下对PSF-g-PtBA进行水解,得到PSF-g-PAA。PSF-g-PAA和PSF-g-PNIPAAm的数均分子量分别为5.04×104g/mol和5.58×104g/mol。将PSF-g-PAA或(和)PSF-g-PNIPAAm与PSF共混,通过浸没沉淀法制备了20wt%PSF-g-PAA/PSF(A)、20wt%PSF-g-PNIPAAm/PSF(B)及10wt%PSF-g-PAA/10wt%PSF-g-PNIPAAm/PSF(C)三种共混膜。研究发现,引入共聚物后,共混膜的孔隙率和平均孔径有所提高;两亲性共聚物主要分布在共混膜的表面;A、B、C三种共混膜可分别在35s、90s及120s内被H2O完全浸润:不同pH值和温度下的水通量测量发现,A膜具有pH响应性,B膜具有温度响应性,C膜则具有pH/温度双重响应功能。
其他文献
生物医用高分子材料在功能高分子材料领域占有十分重要的地位。壳聚糖(Chitosan,CHI)因其特殊的功能和良好的生物相容性,在医用材料中得到广泛的应用。本文利用我国西部资源丰富
人格发展受遗传和环境交互作用的影响。社会环境中的亲子关系、手足关系、伙伴关系三种社会关系影响着个体从婴儿期到青春期人格的发展。反社会行为倾向、离社会行为倾向、亲
目的探讨心型脂肪酸结合蛋白在急性心肌梗死诊断中的的应用价值。方法选择2013年4月—2014年7月东南医院确诊为急性心肌梗死的82例患者为研究对象,根据发病时间分为0~3 h组、
21世纪初,伴随着我国地铁隧道建设的高速发展,大量人力、财力和物力投入到地铁隧道的建设中。在城区中修建地铁隧道对安全性有极高的要求,传统的安全系数法虽然能在一定程度
车载自组织网络是一种特殊的移动自组织网络,其独有的特点包括车速变化快、网络拓扑变化快、车辆沿道路行驶等。基于无线设备的特点,通信模型被分成两种类型:车与车之间的通
对40例混合痔病人行选择性痔上黏膜吻合术,术前进行情志护理、饮食指导及预防术后尿潴留,术后进行病情观察、伤口护理等,通过积极治疗和护理后,40例病人治愈32例,好转8例,护
随着产业分工的细化,企业对物流效率和成本的重视,企业之间必须对供应链体系进行密切合作,不断透过有效的供应链管理以便快速接触市场、降低库存风险及成本压力,快速回应已经
新式战争是恐怖与反恐怖的战争,本质上是身份群体(身份政治)间的冲突,新式战争的局限性决定了新式战争伦理的必要性。作为新式战争伦理价值诉求的自卫的开战正义、人道的交战
探讨在食用油真伪鉴别中,傅里叶变换红外光谱(FTIR)联合模式识别法(SIMCA),建立FTIR-SIMCA分类识别模型的实践应用效果。方法:选取各品牌合格食用油15种和伪食用油5种,抽取样