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1、第27卷第4期膜科学与技术Vol.27No.42007年8月MEMBRANESCIENCEANDTECHNOLOGYAug.2007文章编号:1007-8924(2007)04-0001-07专家论坛环境响应型智能开关膜的研究进展3谢锐,褚良银(四川大学化学工程学院,成都610065)摘要:综述环境响应型智能开关膜的制备方法和分类,并分别介绍温度响应型、光响应型、电场响应型、pH响应型以及分子识别响应型等智能开关膜的研究现状.关键词:智能膜;开关膜;环境响应中图分类号:TQ028.8文献标识码:A环境响应型智能开关膜
2、是在多孔基材膜的表面合到基材膜上,此方法统称为接枝法.按照不同的接或膜孔中,接枝具有环境刺激响应特性的“聚合物枝聚合机理,它可分为“接枝到”‘(Graftingto’刷”(Polymerbrushesortetheredpolymers)而得到method)和“接枝自”‘(Graftingfrom’method)两种[1-3]的.由于接枝在膜表面和膜孔中的“聚合物刷”能感方法.所谓“接枝到”方法,即带有活性端基或知外界微小的化学、物理刺激,并改变其构象,使膜侧链的聚合物链在适当的条件下共价偶合到适当的孔大小发生变化,
3、从而显著地改变环境响应型开关基材上;而“接枝自”方法则是通过基材膜表面上产膜的通量或截留率等参数.此类环境响应型智能膜生的活性点引发单体聚合,从而生成“聚合物刷”.采既具有基材膜的高机械强度和稳定性,又具有快速用“接枝到”方法的优点是聚合物链的结构能够通过的环境刺激响应速度,引起人们广泛的研究兴合成较好的控制并能详细的表征.但是,由于扩散阻[1-3]趣.近年来,环境响应型智能开关膜在药物控力的影响,只能获得较低接枝密度和较薄的接枝层制释放、化学分离和组织工程等领域得到广泛的厚度,并且偶合反应条件比较苛刻,因此工业应用
4、前应用.景不大.相比之下,虽然“接枝自”方法对聚合物链结本文介绍环境响应型智能开关膜的制备方法和构控制不好,但能够在相对简单的反应条件下获得分类,并综述不同类型环境响应型智能开关膜的研较大范围的接枝密度和链长度,因此应用较“接枝究现状和存在问题,以期为智能开关膜的进一步研到”方法广.本文中介绍的环境响应型智能开关膜均究和开发提供借鉴和指导.是采用“接枝自”方法制备得到的.按照在基材膜上产生活性点的方法不同,制备1环境响应型智能开关膜的制备方法[4]智能开关膜的方法又可分为化学接枝法、等离子及分类体接枝法、光接枝法和射
5、线辐照接枝法(包括γ-射[5-21]1.1环境响应型智能开关膜的制备方法线和电子束).各种制备方法的优缺点如表1环境响应型智能开关膜是将“聚合物刷”共价结所示.采用化学接枝法较难在化学惰性的基材膜上收稿日期:2007-07-01基金项目:国家自然科学基金(20206019、50373029、20674054);教育部跨世纪优秀人才基金;教育部科学技术研究重点项目(106131);霍英东教育基金会高等院校青年教师基金(91070);四川省杰出青年基金(03ZQ026-41);四川省学术与技术带头人培养基金(220030
6、4);教育部高校博士点专项科研基金(20040610042);教育部留学回国人员科研基金和四川大学科技创新基金(2004CF06)作者简介:谢锐(1979-),女,四川省遂宁人,工学博士,主要从事膜过程和膜材料研究.3通讯联系人,E-mail:chuly@scu.edu.cn·2·膜科学与技术第27卷接枝聚合“聚合物刷”,并且所使用的溶剂通常有毒“关闭”;当聚合物链响应外界刺激而收缩,封盖作用有害,易对环境造成污染,因此应用化学接枝法制备减弱,膜孔径变大,膜孔“打开”.接枝在膜上的“聚合环境响应智能开关膜受到了限制.
7、虽然等离子体接物刷”随外界刺激改变其构象使得接枝开关膜具有枝法、光接枝法和射线辐照接枝法也存在着自身难环境响应的开关作用.以克服的缺点,即膜表面聚合物链段的分子量和在按照接枝的智能“聚合物刷”类型不同,环境响膜表面的接枝密度难以控制,但化学接枝法相比,仍应型智能开关膜也可分为物理刺激响应开关膜和化具有突出的优点.近年来,等离子体接枝法和光接枝学刺激响应开关膜.以下将分别介绍不同刺激响应法已成为制备智能开关膜的有效手段,受到广大研型开关膜的机理和研究现状.[22,23]究者的关注.表1环境响应型智能开关膜的制备方法比较
8、Table1Comparisonofvariouspreparationmethodsofenvironmental-responsivesmartgatingmembranes制备方法优点缺点分类化学接枝法条件易控制反应速度慢,均聚物难去除等离子体接反应迅速,无环境污反应条件严格,膜面枝法染,不改变基膜主积不宜太大体性能,可控制在膜表面和膜孔
