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1、复合纳滤膜凝胶功能层的聚电解质特性?132?材料导报2006年7月第2O卷第7期复合纳滤膜凝胶功能层的聚电解质特性李国东,杜启云.,王薇(1天津工业大学中空纤维膜材料与膜过程教育部重点实验室,天津300160;2天津工业大学天津膜天膜工程技术有限公司,天津300160)摘要通过界面聚合的方法制备了以聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMAEMA)为交联预聚体,以微孔聚砜膜为基膜的复合纳滤膜;研究了凝胶表层的聚电解质特性.实验表明:荷电纳滤膜的表面具有一定的疏水性.交联凝胶层的溶胀度表现出pH,外加盐浓
2、度,温度的响应性.关键词复合膜纳滤膜聚电解质凝胶响应性PolyelectrolytesPropertiesoftheHydrogelFunctionalLayerofaCompositeNanofiltrationMembraneLIGuodong,DUQiyun2,WANGWei(1KeyLaboratoryforHollowFiberMembraneMaterialsandMembraneProcess,MinistryofEducation,TianjinPolytechnicUniver
3、sity,Tianjin300160;2MotianMembraneEngineeringandTechnologyCompany,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300160)AbstractAcompositenanofiltrationmembraneisfabricatedbytheinterracialpolymerizationsupportedonamicroporouspolysulfonesubstrate,usingPDMAEMAast
4、heprepolymerofthecrosslinkingreactiorLThepolyelectro—lytespropertiesofthecrosslinkedPDMAEMAhydrogellayerareinvestigated.Theresultsshowthatthesurfaceofthechargednanofiltrationmembraneexhibiteshydrophobicity.Theswellingratiosofthecrosslinkedhydrogellay
5、ersshowpH,addedsaltconcentrationandtemperateresponsibilities.Keywordscompositemembrane,nanofiltrationmembrane,polyelectmlyteshydrogel,responsibility高分子凝胶是能在几乎所有溶剂中溶胀的具有三维网络结构的高分子材料[".一般由固一液(或气)两相组成,属胶体分散体系,具有液体的某些性质,如离子在水凝胶中的扩散速度接近于在水溶液中的扩散速度L2].这个事实
6、说明,水凝胶中不仅分散相(搭成网状)是连续相,而且分散介质(水)也是连续相,能把化学能,电能直接转化为机械功,具有传感,处理和执行功能.刺激应答性高分子凝胶对外界环境的刺激,包括温度,pH,溶剂组成,离子,电场,光照(紫外光和可见光)及生化反应等的变化,能自动感知,判断和骚动,并及时作出应答L3"].这种刺激应答的变化是连续的,可逆的.2O世纪4O年代Flory首先对高分子凝胶进行研究,5O年代W.Kuho和八Katehalsky对环境变化具有应答功能的高分子凝胶进行研究,7O年代高分子凝胶的相
7、转变(PhaseTransi-tion)现象的发现及对其临界状态的研究和利用日益活跃起来,近年被列为智能材料加以研究与开发[5].本文使用的P【)~EMA结构如图1所示.其侧链上带有的叔氨基可与双烷基化试剂通过季铵化反应生成不溶于水的立体交联(cross-linking)网络结构,所生成的季氨基以及未反应的叔氨基都具有较强的亲水性.当凝胶体放入水中时,受环境pH值,温度的影响,其溶胀度不同,即表现出明显的pH值,温度的响应性L8.9_.卜8一.一一cn.一N/CHsI:cII.一FCHs图1P
8、DMAEMA的分子链结构1TiledlllinstructureofPDMAEMA复合纳滤膜复合表层的物理,化学结构和性能决定了纳滤膜的整体分离性能.本文系统研究了PDMAEMA凝胶层的性能,为中空纤维复合纳滤膜的制备和性能研究打下基础.但是,存在于基膜表面的交联层极薄(仅为0.O5～O.5t~m),且与基膜紧密附着,难以分离,所以一些性能的研究是在无基膜的条件下完成的D03.1实验部分1.1实验药品和仪器聚砜(PsF),工业纯,分子量:30,000,表观密度:1.24,E-~1一O.53～0.
