不同接枝率对PVDF_g_PNIPAAm温敏膜性能影响研究.pdf

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1、林先凯等：不同接枝率对ＰＶＤＦ－ｇ－ＰＮＩＰＡＡｍ温敏膜性能影响研究８６５＊不同接枝率对ＰＶＤＦ－ｇ－ＰＮＩＰＡＡｍ温敏膜性能影响研究林先凯，冯霞，陈莉，郭艳芬，赵义平（天津工业大学材料科学与工程学院，“中空纤维膜材料与膜过程”省部共建国家重点实验室培育基地，天津３００１６０）摘要：以聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）为基材，分别采用直膜与小孔制备的有截然相反的温敏行为。本文分别用接引发原子转移自由基聚合（ＡＴＲＰ）和碱处理后自由ＡＴＲＰ法和碱处理法将ＮＩＰＡＡｍ接枝到ＰＶＤＦ上，基聚合的方法接枝Ｎ－异丙基丙烯酰胺（ＮＩＰＡＡｍ），合合成出不同接枝率的ＰＶＤＦ－ｇ－ＰＮＩ

2、ＰＡＡｍ共聚物，然成出不同接枝率的ＰＶＤＦ－ｇ－ＰＮＩＰＡＡｍ共聚物，然后后用相转化法制备出共聚温敏膜，并对两种不同制备用相转化法制备出ＰＶＤＦ－ｇ－ＰＮＩＰＡＡｍ共聚温敏膜。方法所得的不同接枝率的共聚膜结构和性能特别是温用核磁共振（１ＨＮＭＲ）和Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）分敏行为进行研究比较。别对共聚物和共聚膜的化学组成进行了表征，用压汞仪测试了膜的孔结构。结果表明，与ＡＴＲＰ法相比，２实验碱处理法能得到更高接枝率的产物。通过不同温度下２．１试剂与仪器牛血清蛋白（ＢＳＡ）截留率研究膜的温度敏感行为，发聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ），Ｓｏｌｅｆ１０１０，比利时Ｓｏｌｖ

3、ａｙ公现共聚膜的温敏行为受ＰＮＩＰＡＡｍ接枝率影响，ＡＴ－司；Ｎ－异丙基丙烯酰胺（ＮＩＰＡＡｍ），分析纯，日本东京ＲＰ法和碱处理法制备的共聚膜的温敏行为相反。化成工业株式会社；ＡＴＲＰ催化剂ＣｕＣｌ由ＣｕＣｌ２·关键词：聚偏氟乙烯；Ｎ－异丙基丙烯酰胺；温敏膜２Ｈ２Ｏ（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）制备，配中图分类号：ＴＱ３１６文献标识码：Ａ体三（Ｎ，Ｎ－二甲基氨基乙基）胺（Ｍｅ６ＴＲＥＮ）由三（２ｖ文章编号：１００１－９７３１（２０１１）０５－０８６５－０４［１４］氨基乙基）胺（ＴＲＥＮ，９７％，ＡｌｆａＡｅｓａｒ）制备；自１引言由基引发剂偶氮二异丁腈（Ａ

4、ＩＢＮ），分析纯，上海四赫维化工有限公司；牛血清蛋白（ＢＳＡ，６７０００），生物试［１－３］聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）具有良好的热稳定性、化剂，北京奥博星生物技术有限公司；其它试剂均为分析学稳定性和机械强度，是一种综合性能良好的分离膜纯。材料。目前，ＰＶＤＦ微滤膜和超滤膜已成功地应用于Ａｖａｎｃｅ３００ＭＨｚ型核磁共振仪（ＮＭＲ），德国［４］化工、纺织、食品、生化等工业领域。但是疏水性的Ｂｒｕｋｅｒ公司；Ｋ－Ａｌｐｆａ型Ｘ射线光电子能谱仪（ＸＰＳ），ＰＶＤＦ膜在处理水流体时会使得传质驱动力高，能耗英国ＴｈｅｒｍｏＦｉｓｈｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ公司；ＩＶ９５１０型

5、压汞仪，大；而且易吸附有机物、蛋白质等造成膜污染；因此对美国ＡｕｔｏＰｏｒｅ公司；ＸＬ３０型扫描电子显微镜ＰＶＤＦ进行亲水乃至智能改性变得十分必要。例如，（ＳＥＭ），荷兰Ｐｈｉｌｉｐｓ公司；ＵＶ－３００型紫外分光光度通过接枝聚合将温敏材料Ｎ－异丙基丙烯酰胺［５，６］计，日本Ｓｈｉｍａｄｚｕ公司。（ＮＩＰＡＡｍ）接枝到ＰＶＤＦ基体或膜表面上，制备［１３］２．２ＡＴＲＰ法合成ＰＶＤＦ－ｇ－ＰＮＩＰＡＡｍ出ＰＶＤＦ－ｇ－ＰＮＩＰＡＡｍ共聚膜；这就可以改善共聚膜在烧瓶中加入１．５ｇ的ＰＶＤＦ，５０℃下完全溶于的亲疏水性能，同时也可以调节膜孔的大小随温度发１０ｍＬ的二甲

6、基甲酰胺（ＤＭＦ），冷却到室温。然后加生变化，因此这种共聚物膜可以展现出温度敏感的智入１．５×１０－３－３能特性。在近年来有关ＰＶＤＦ智能膜的研究中，应用ｇ的ＣｕＣｌ，６．９×１０ｇ的Ｍｅ６ＴＲＥＮ和等离子体［７］、射线辐照［８］、臭氧预处理［９，１０］、原子转移７．５ｇ的ＮＩＰＡＡｍ。抽真空－通高纯氮气，循环进行５自由基聚合（ＡＴＲＰ）［３，１１－１３］和碱处理［１４－１６］等都已经成次，氮气保护下密闭烧瓶，放入１００℃油浴中反应１２ｈ。功制备出ＰＶＤＦ智能膜。反应完成后将反应混合物冷却到室温，用甲醇沉析，过研究表明［１７，１８］，不同接枝率、不同膜孔结构的

7、智能滤，用蒸馏水反复冲洗，最后真空干燥得到产物。［１９］２．３碱处理法合成ＰＶＤＦ－ｇ－ＰＮＩＰＡＡｍ［１５，１６］膜，其响应性能和响应机理不尽相同。Ａｌｅｍ等选取两种孔径（３３０和８０ｎｍ）的ＰＥＴ膜，用ＡＴＲＰ法接称取一定量的ＰＶＤＦ粉末加入烧瓶中，再加入枝ＮＩＰＡＡｍ形成聚合物刷，测试了接枝膜的温度响应１０％的ＫＯＨ水溶液和少量的分散剂乙醇。将烧瓶置性，得出结论：用大孔制备的ＰＥＴ－ｇ－ＰＮＩＰＡＡｍ接枝于６０℃水浴中，搅拌反应１０ｍｉｎ，过滤，用大量的蒸馏＊基金项目：国家自然科学基金资助项目（２０７７４０６４）；国家高技术研究发展计划（８６３计划）资助

8、项目（２００７ＡＡ０３Ｚ５３３）；教育