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聚砜(PSF)是目前常用的分离膜材料。然而,在实际使用过程中,由于PSF本身疏水性较强,容易吸附有机杂质而导致膜污染。因此,对PSF膜进行亲水防污改性显得极为重要。甜菜碱是一种两性离子,研究发现,甜菜碱及其衍生物具有优异的抗污染性,但是,其有机内盐结构不易与疏水性膜材料共溶。因此,本研究通过制备一种两亲性共聚物,在溶剂中自组装形成核层为甜菜碱,壳层为疏水结构的甜菜碱纳米粒子,从而回避甜菜碱在有机基质中的严重分相问题。然后,将其作为膜改性剂,与PSF共混/相转化制备PSF复合分离膜,考察了甜菜碱纳米粒子对PSF分离膜结构及性能的影响。具体的研究内容和主要结论如下:采用原子转移自由基聚合法,以甲基丙烯酸十二酯(LMA)、甲基丙烯酸十六酯(HMA)为第一单体,制备出大分子引发剂PLMA-Br和PHMA-Br。之后以上述引发剂引发第二单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)聚合,制备得到一系列两亲性嵌段共聚物,通过共聚物与丙磺酸内酯的季铵盐化,在二甲基乙酰胺中得到了核层为甜菜碱,壳层为疏水结构的甜菜碱纳米粒子胶束poly(LMA-co-SBMA)。该胶束在氘代水中成功地进行了亲疏转换,结构发生翻转,制得核层为疏水结构,壳层为甜菜碱的甜菜碱纳米粒子胶束。将poly(LMA-co-SBMA)与PSF共混/相转化制备了PSF复合分离膜。水接触角和水渗透通量测试表明,poly(LMA-co-SBMA)的加入提高了PSF分离膜的亲水性,水渗透通量显著增加,在保持截留率不变的条件下,由原膜92.17 L/m2·h可增加到174.50 L/m2·h,提高一倍左右;截留率均在90%以上,说明制备的分离膜为超滤膜。扫描电镜观察发现,poly(LMA-co-SBMA)与PSF相容性良好,随着膜中纳米粒子含量的增加,共混膜的断面孔孔径增大,孔结构由指状孔向蜂窝状孔发展。水渗透通量恢复率以及静态蛋白吸附等测试发现,复合分离膜表面吸附的蛋白数量与纯PSF膜相比,明显降低,蛋白很容易被清洗除去,表明poly(LMA-co-SBMA)有效地提高了膜的抗蛋白质污染能力。抗微生物吸附测试发现,复合分离膜对大肠杆菌(E.coli)也表现出良好的抗吸附能力。综上所述,本研究阐述了一种两亲性嵌段共聚物共混改性PSF分离膜的新方法,通过设计、合成两亲性甜菜碱纳米粒子膜改性剂,有效地提高了PSF复合分离膜的综合性能,为聚合物膜材料的亲水防污化改性提供了一条有效可行的方法。