PVDF膜改性與及其在水處理中的應(yīng)用

1、PVDFPVDF有機(jī)膜改性技術(shù)有機(jī)膜改性技術(shù)的研究進(jìn)展的研究進(jìn)展 內(nèi)容內(nèi)容前言PVDF有機(jī)膜表面改性方法PVDF有機(jī)膜原材料改性方法總結(jié)與展望引言引言 聚偏氟乙烯（Polyvinylidene fluoride，PVDF）是一種線型半結(jié)晶含氟聚合物，分子量一般為40-80萬，密度1.79gcm-3左右，玻璃化溫度-39，脆化溫度-60，結(jié)晶熔點(diǎn)在 180以上，熱分解溫度高達(dá) 316，長期使用溫度范圍為-50150。由于 C-F 鍵長短，鍵能高（486KJmol-1），故具有耐酸堿腐蝕性、抗紫外光輻照性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和較大的機(jī)械強(qiáng)度。 PVDF結(jié)構(gòu)式 PVDF PVDF中空纖維膜PVDFPV

2、DF膜表面改性方法膜表面改性方法 PVDF膜疏水性特別強(qiáng)，在蛋白類藥物富集、提純和油水分離及過程中應(yīng)用時(shí)容易產(chǎn)生嚴(yán)重污染，使膜的通量產(chǎn)生較大幅度的下降，使其在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用中受到的很大程度的限制 PVDF膜改性分為膜表面改性和原材料改性表面涂覆或浸漬改性表面涂覆或浸漬改性 表面涂覆或浸漬是選用親水性材料,如涂料、表面活性劑、醇等,對(duì)基膜進(jìn)行涂覆或浸漬,從而在膜表面引入親水性官能團(tuán),生成親水性高分子層。 該方法操作簡單,容易實(shí)現(xiàn),但是得到的涂層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,在水流作用下很容易被沖刷掉,膜的親水性能不能長久保持,脫落的涂層雜質(zhì)還會(huì)污染待分離介質(zhì)。 Boributh等通過殼聚糖（CS）溶液改性PVDF

3、膜以降低蛋白污染。膜通過3種方法改性，浸漬方法、透過膜孔方法和透過膜孔及表面相結(jié)合的方法。結(jié)果表明，經(jīng)過改性后的膜抗污染能力增加，透過膜孔與表面浸漬相結(jié)合的改性膜抗污染能力最好。20h過濾后僅有很少量殼聚糖損失，說明殼聚糖在膜上的涂層穩(wěn)定。PVDFPVDF膜表面改性方法膜表面改性方法表面化學(xué)處理表面化學(xué)處理 通過化學(xué)方法,將-0H、-COOH、-SO3H等強(qiáng)極性基團(tuán)或親水性官能團(tuán)引入PVDF膜表面,使膜的表面由非極性轉(zhuǎn)化為極性,改善膜的親水性Molly等人將PVDF膜在NaOH體系中脫HF,形成不飽和雙鍵和三鍵,再用強(qiáng)氧化劑氯酸鉀/硫酸氧化生成的不飽和基團(tuán),進(jìn)而引入接基,膜表面的親水性有明顯的

4、改善。輻射表面接枝改性輻射表面接枝改性通過高能射線福射來引發(fā)膜表面單體接枝聚合左丹英等通過高能電子束轄照PVDF基膜,將丙稀酸和苯乙稀磺酸鈉混合溶液與福照過的PVDF膜反應(yīng),得到了既含有羧酸基團(tuán)又含有礎(chǔ)酸基團(tuán)的PVDF親水膜。PVDFPVDF膜表面改性方法膜表面改性方法等離子體表面改性等離子體表面改性 PVDF 超濾膜的低溫等離子體改性是先用低溫等離子體照射膜來產(chǎn)生活性自由基，再將親水性物質(zhì)接枝到膜表面以達(dá)到改性的目的。 Mariana等用Ar等離子體對(duì)PVDF膜表面進(jìn)行改性,脫除PVDF鏈上的HF,同時(shí)將楊華子引入PVDF膜表面。原子力顯微鏡顯示PVDF膜表面變粗糙,接觸角下降,親水性增強(qiáng)。

5、紫外光表面接枝改性紫外光表面接枝改性這種改性方法成本低、產(chǎn)物純凈、容易控制、操作溫度溫和,受到人們越來越多的關(guān)注。同時(shí),紫外光轄射的穿透力差,一般只到達(dá)材料表面,不會(huì)對(duì)本體性能造成太大的影響。PVDFPVDF膜材料改性方法膜材料改性方法臭氧處理法和活性聚合法臭氧處理法和活性聚合法 Chen等對(duì)PVDF進(jìn)行臭氧處理,在其主鏈上產(chǎn)生過氧鍵作為活性基團(tuán),通過熱引發(fā)PEGMA的可逆加成-斷裂接枝聚合,得到PVDF-g-PEGMA共聚物作為膜材料,通過相轉(zhuǎn)化法制得微孔膜。通過改性后的膜材料制得的微孔膜相對(duì)與原始純PVDF膜,抗污染性能得到了提高共混改性法共混改性法共混改性是將親水性物質(zhì)與PVDF粉料物理

6、共混,通過制膜工藝制膜引入親水性官能團(tuán)。 目前,PVDF的共混改性主要包括與高聚物共混改性和與無機(jī)小分子共混改性。 Nunes等研究了PMMA共混改性PVDF微孔膜。PMMA中的酯基與PVDF之間有較強(qiáng)的氧鍵作用,拉近了相互之間的溶解度參數(shù),因?yàn)镻MMA與PVDF之間有很好的相容性。實(shí)驗(yàn)表明,適當(dāng)?shù)墓不毂饶艽蠓岣吣さ挠H水性,增加水通量并降低污染率?？偨Y(jié)與展望總結(jié)與展望 PVDF 有機(jī)膜的改性方法眾多，各有優(yōu)缺點(diǎn) 。 大量研究表明，共混改性由于成本較低，改性膜的綜合性能得到提高，極具可操作性，因而前景廣闊 。 隨著各學(xué)科的交叉發(fā)展，有許多新興的改性技術(shù)得到廣泛研究，但是多數(shù)研究還只是停留在實(shí)驗(yàn)室階段 。 因此，今后的研究方向應(yīng)該針對(duì)污 、 廢水不同的特點(diǎn)，考查 PVDF改性膜在工程應(yīng)用中的綜合性能