本文以丙烯酸(AA>、乙醛(HA)和異睛基乙酸甲醋(MIA)為改性單體,基于Passerini反應對疏水性聚偏氟乙烯超濾膜進行表面接枝改性,以期提高膜的親水性和抗污染性能;通過紅外光譜、X一射線光電子能譜、場發射電子顯微鏡和原子力顯微鏡觀察膜表面化學組成和形貌;通過膜表面水接觸角、Zeta電位測試表征其親水性和表面電荷,并測試膜的純水滲透性能和抗蛋白質污染性能。結果表明,與原膜(MO)相比,經過Passerini反應進行24 h后,改性膜(M24的接觸角由MO的100.40降低至58.90; M24顯弱負電性;牛血清蛋白(BSA)溶液動態循環過濾實驗表明改性膜的截留率從85.5%增加到95.5%,通量恢復率從原膜的62.0%增加到為93.5%,不可逆污染指數從38.0%降低到6.5%。說明經過Passerini反應修飾后,膜的親水性和抗污染性得到顯著的提升。
聚偏氟乙烯因具有機械強度高、熱穩定性和耐化學性能好等優點,在超濾和微濾等膜分離領域受到廣泛關注。但是由于聚偏氟乙烯膜具有較強的疏水性,在污水處理和凈化過程中易于吸附非極性溶質堵塞膜孔,表現為分離性能降低、通量衰減,進而縮短膜的使用壽命、增加運行成本,因此對提高疏水膜表面抗蛋白質等有機物污染性能的研究十分必要。
提高聚偏氟乙烯膜的親水性和抗污染能力的方法主要有共混改性、涂覆改性和表面接枝改性。共混改性由于加入了功能性親水聚合物、無機納米粒子等可以改善膜表面的親水性并提高膜的水通量,但是在制備過程中容易出現團聚現象和使用過程中親水改性劑的析出等現象。涂覆改性制備得到的涂層穩定性差,在運行和清洗操作過程中容易脫落,長時間穩定陛較差。表面接枝方法是膜親水改性常用方法之一,主要是將功能型單體或者接枝物通過共價鍵作用引入到基膜表面。表面接枝改性具有反應單體小,接枝密度高,可以在保留原膜優良特性的同時提高膜的親水性和抗污性能。