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随着社会的发展,膜科学技术在人类的生产生活中起着越来越重要的作用。膜科学技术已被广泛应用于石油化工、冶金、食品、医药、环保及生物制品提纯等领域,表现出非常广阔的前景。聚偏氟乙烯(PVDF)由于其具有优良的热学及化学稳定性,近年来被广泛用作分离膜材料。然而,由于PVDF材料具有的较强的疏水性质,基于PVDF的膜产品,尤其在过滤含蛋白类溶液的过程中,容易吸附蛋白类物质而产生严重的膜污染。膜污染严重制约了膜科技的发展。为了减轻膜污染现象,对膜材料进行改性是改善膜污染的重要途径之一。
N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)具有良好的生物相容性、低毒性和化学稳定性,其在水和有机溶剂中都具有良好的溶解性,在化学、医药等方面具有众多的应用。另外,PVDF亦可溶解于NVP中。对PVDF进行接枝NVP改性,将会改善PVDF本身的亲/疏水性能。
本文在均相体系中利用共辐照技术得到了PVDF-g-PVP接枝共聚物,研究了均相共辐照接枝聚合的动力学关系,探讨了接枝率随单体浓度、剂量率和总吸收剂量的规律,并比较了在不同的接枝条件下的单体利用率。接枝率随着单体浓度(<7%)、总吸收剂量(5-38kGy),以及吸收剂量率(<1.8kGy/h)的升高而随之增大,而单体利用率随单体浓度的增大而降低。为了证明接枝链的存在,我们利用红外技术对接枝后的共聚物进行了表征。PVDF-g-PVP均相共辐照接枝的成功,为其他更多高分子的改性具有一定的借鉴意义。
利用非溶剂诱导相分离的方法,制备了PVDF-g-PVP共聚物的滤膜,研究了滤膜的泡点、接触角、吸水率、水通量以及抗污染等性能。并使用扫描电镜(SEM)以及原子力显微镜(AFM)对膜的表面及断面形貌进行了表征。实验结果表明,接枝改性后的膜,随接枝率的提高,第一泡点及平均泡点压力减小,接触角减小;膜的吸水率、表面粗糙度、水通量、表面膜孔数量及尺寸都有所提高;抗污染实验结果表明,改性后的膜与未改性PVDF膜比较,能有效的减少蛋白吸附,膜的抗污染性能有一定提高。