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聚偏氟乙烯(PVDF)是一类性能优良的膜材料,为了改善膜表面的亲水性,提高其抗污染性能,必须对膜表面进行改性,本课题在充分考察各类改性方法的基础上,采用在膜表面接枝共聚的方法对PVDF中空纤维膜表面进行改性。 首先,进行了PVDF中空纤维膜表面的强碱及强氧化剂处理的研究。通过改变温度、浓度、反应时间等条件,测定了处理前后的中空纤维膜的力学性能指标,用始泡点压力值来表征膜表面的亲水性,最佳的反应条件为T=60℃,t=30min,[KOH]=30%(质量浓度),[KMnO4]=3%(质量浓度),体系中加入500mg/150mL溴化四丁基铵,通过以上反应,膜表面引入了羟基等活性基团。 接下来,对处理后的中空纤维膜进行表面接枝反应,比较了接枝反应的两种引发体系:(NH4)2S2O8/NaHSO3和硝酸铈铵(CAN)2分别探讨了各自的引发机理,从实验结果上看,CAN的引发效果要优于(NH4)2S2O8/NaHSO3,选用2—丙烯酰胺—2—甲基丙磺酸(AMPS)为亲水性单体进行接枝共聚反应,用重量法计算接枝率,最佳接枝共聚反应条件为: 单体在含20%的二甲基甲酰胺的单体溶液中预浸泡2hr后进行接枝反应;(AMPS]=1.5mol/L,T=60℃,t=3hr;Mohr’s盐浓度:4.2×10-3mol/L,在该反应条件下,膜表面接枝率为6.8%,泡点为0.42Mpa,而且选用AMPS的钠盐作为接枝单体的改性效果要更好一些。同时,采用傅立叶红外(FTIR)光谱,扫描电镜(SEM)、化学分析用光电子能谱(ESCA)等仪器分析手段,对碱处理和接枝改性前后的中空纤维膜表面进行了表征,证实了接枝共聚物的存在. 最后,将改性前后的中空纤维膜分别应用于油水(自配浓度为60mg/L)分离试验,测定膜通量的衰减,数据表明改性后的PVDF中空纤维膜表面的抗污染能力有很大程度的提高,这说明用表面化学接枝改性的方法可以改善疏水的PVDF膜表面,该方法是切实可行的。