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1、蜗壳式旋风分离器内的湍流特性周杰伦（物流工程学院计算机091班学号:200988888888摘要：利用等离子体诱导填孔接枝聚合法将聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）接枝聚合在聚偏氟乙烯（PVDF）微孔膜上制备了一系列具有较宽接枝率范鬧的温度感应式开关膜，系统地研究了接枝率对膜的温度感应开关特性的影响。结果表明，开关膜的接枝率对膜的过滤通量、温度感应开关系数和膜孔径感温变化倍数都有十分重要的影响。接枝率在小于等于2.81%时，温度感应开关系数和膜孔径感温变化倍数均随接枝率增加而增加；而对于接枝率大于等于6.38%的膜，膜开关系数和膜孔径感温变

2、化倍数总是趋近于1，膜不具备温度感应开关特性。为了获得预期的开关性能，必须将膜的接枝率控制在适当的范围。关键词:温度感应；开关膜；接枝率;开关特性;渗透性能环境感应式开关膜一般是在多孔膜基材上接枝智能化“聚合物刷”作为环境感应开关，该“聚合物刷”开关能感应环境因素的变化而改变它的构象，从而引起膜的渗透性能发生变化。环境感应式开关膜的用途相当广泛，能用于药物控制释放［口】、化学分离"I、化学传感器以及组织工程⑷等。目前，具有智能开关的环境感应式开关膜是膜学与医用高分子材料领域的研究热点⑸。迄今，人们已经用辐照诱导接枝、化学接枝以及等离子体诱导接枝等

3、不同的方法在多孔膜上接枝不同类型的智能开关，据报道这些智能开关能对温度、pH值、光、电场、磁场、化学物质以及生物物质等不同环境信息的变化产生感应［，'4-6-，21o然而，在这类开关膜的接枝率对其膜孔开关特性的影响方面，研究报道尚很少见。木文采用等离子体诱导填孔接枝聚合法在聚偏氟乙烯（PVDF）多孔膜上接枝聚（N・异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）温度感应型开关，制备了一系列具冇较宽接枝率范用的感温型开关膜,较系统地研究了开关膜的接枝率对其温度感应开关特性的影响，以期为该类温度感应型开关膜在进一步应用开发中的设计和制备提供指导。1实验材料和方法1.

4、1材料聚偏氟乙烯（PVDF）微孔膜，浙江（火炬）西斗门膜工业有限公司提供，平均孔径为0.22屮mN■异丙基丙烯酰胺（NIPAM）,由口木Kohjin公司赠送，用正己烷■丙酮（体积比50/50）混合溶剂重结晶3次。氮气纯度为99.5%o实验用水为双重去离子水，电阻为16MQ。1.2等离子体诱导填孔接枝聚合装置等离子体诱导接枝聚合装置如图1（示，它由真空系统、氮气供给系统、SY型射频功率源及SP-II型射频匹配器系统以及反应容器系统等部分组成，其中SY型射频功率源和SP-1I型射频匹配器山中国科学院微电子中心提供，功率源的频率为13.56MHz,最大

5、输出功率为300Wo图1等离子体诱导接枝聚合装置Fig.lPlasma-inducedpore-fillinggraftpolymerizationapparatus1.3分析测试仪器傅里叶变换红外光谱仪（FT-1R）,Spectrumone型，美国P-ECom.；扫描电镜（SEM）,JSM-5900LV型，F1本电子公司；电子微量天平（梢度为0.01mg）,SartoriusBP211D型，瑞丄；真空微滤器（260mm）,浙江（火炬）西斗门膜工业有限公司；低温恒温槽（DC-0506型），上海衡平仪器仪表厂。1.4PNIPAM接枝开关膜的制备（1

6、）基材膜的洗净：PVDF多孔基材膜用乙醇洗净，T•燥至恒量。（2）单体溶液的冻结脱气：用氮气置换30min后的去离子水配成一定浓度的N1PAM单体溶液。用液氮冻结，然后抽真空到1Pa以下，再解冻；反复3〜4次，直至真空计读数反弹不超过13Pa。（3）单体瓶内氮气置换：单体溶液抽真空，然后充入蹴气，再抽真空，反复3〜4次使单体瓶屮形成蹴气氛围，最后单体瓶内压力保持为10Pa。⑷等离子体引发：対基材瓶内进行氮气置换，反复3〜4次，压力亦控制为10Pa。启动射频功率源，对基材膜进行等离子体引发处理。（5）接枝聚合：向基材瓶中导入NIPAM单体溶液，在3

7、0°C恒温水浴中进行接枝聚合反应。反应进行到设定时间后，导入氧气使反应停止。（6）接枝膜的清洗：将接枝膜浸入双重去离子水，在30°C恒温水浴中进行振荡清洗24h,每隔8h更换一次去离子水。清洗后，膜在50°C卞真空干燥至恒量。PN1PAM在PVDF基材膜上的接枝情况用FT・1R和SEM进行表征。接枝量的大小用接枝率來表示，即PVDF多孔基材膜接枝PN1PAM开关前后的质量变化率，用卞式计算W-W.——xioo%（1）1.5PNIPAM接枝开关膜的温度感应性能实验PNIPAM接枝开关膜的温度感应开关特性用其在不同温度条件下真空过滤时水通最（刀的变化

8、來进行表征。在不同温度条件下，真空过滤压差恒定为・90kPa。山于PNIPAM的低临界溶解温度（LCST）-•般在32°C左右，所以将膜