發(fā)布時(shí)間：2017-04-27 09:14

  本文關(guān)鍵詞：含PDMS兩親梳型共聚物的制備及其對(duì)聚醚砜膜的協(xié)同抗污改性，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：聚醚砜、聚偏氟乙烯等高分子膜一般具有較強(qiáng)的疏水性,在使用過(guò)程中易受有機(jī)物污染,大大降低膜的分離效率和使用壽命,所以提高其抗污性能對(duì)于膜的應(yīng)用至關(guān)重要。目前,構(gòu)建親水抗污改性膜是比較有效的方法,但是在應(yīng)對(duì)多種污染物和復(fù)雜環(huán)境時(shí),抗污效果不夠理想。而一些具有低表面能的物質(zhì),如特氟龍、有機(jī)硅等材料表面表現(xiàn)出抗粘附、自清洗和污損釋放性能。構(gòu)建具有親水抗污和低表面能污損釋放協(xié)同作用的膜表面可望實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的抗污性能�；诖�,本論文設(shè)計(jì)了兩種新型兩親梳型共聚物,并以其作為改性劑對(duì)聚醚砜(PES)膜進(jìn)行共混改性,制備具有低污染高通量恢復(fù)的PES膜。首先通過(guò)自由基聚合反應(yīng)合成了一種新型兩親梳型共聚物P(PEG-r-PDMS),擁有親水性的聚乙二醇(PEG)和低表面能的聚二甲基硅氧烷(PDMS)側(cè)鏈。隨后將共聚物與PES膜共混,通過(guò)浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化的方法制備改性膜PES/P(PEG-r-PDMS).通過(guò)XPS、接觸角和表面能等表征方法對(duì)改性膜的表面化學(xué)組成和潤(rùn)濕性能進(jìn)行分析,結(jié)果證實(shí)了PEG和PDMS鏈段在膜表面的富集。通過(guò)模型蛋白BSA水溶液的超濾實(shí)驗(yàn),考察改性膜的通透性能和抗污性能。結(jié)果表明,PES/P(PEG-r-PDMS)-31.3%膜擁有最佳的協(xié)同抗污性能,總通量衰減率為15.6%,通量恢復(fù)率為96.6%。論文進(jìn)一步制備了有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合改PES膜,并考察其協(xié)同抗污作用。采用自由基聚合反應(yīng)合成了梳型共聚物T:P(PEG-PDMS-KH570)。隨后將其與PES膜共混,加入四乙氧基硅烷(TEOS),在相轉(zhuǎn)化過(guò)程中原位生成改性膜PES/T@SiO2。采用SEM和AFM對(duì)改性膜的表面和斷面形態(tài)進(jìn)行表征,證實(shí)了原位生成的SiO2納米顆粒在膜表明和孔壁上富集。接觸角測(cè)試表明PES/T@SiO2改性膜的表面潤(rùn)濕性能增強(qiáng)。最后對(duì)改性膜進(jìn)行BSA溶液超濾抗污測(cè)試,結(jié)果證實(shí)了有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化改性膜PES/T@SiO2具有優(yōu)異的協(xié)同抗污作用,尤其是PES/T@SiO2-4%,膜的抗污性能最佳,通量衰減率僅為13.67%,相應(yīng)的通量恢復(fù)率達(dá)到98.03%。
【關(guān)鍵詞】：聚醚砜膜 兩親梳型共聚物 SiO_2NPs 表面偏析 協(xié)同抗污改性
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ051.893
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 前言11-13
• 第二章 文獻(xiàn)綜述13-35
• 2.1 膜分離技術(shù)及應(yīng)用13-16
• 2.1.1 分離膜及其類型13-15
• 2.1.2 超濾膜及其應(yīng)用15-16
• 2.2 膜污染16-19
• 2.2.1 膜表面污染16
• 2.2.2 膜污染的處理和模型16-18
• 2.2.3 膜污染的影響因素18-19
• 2.3 多孔膜的改性方法19-23
• 2.3.1 表面改性19-22
• 2.3.2 共混改性22-23
• 2.4 多孔抗污改性膜的構(gòu)建策略23-32
• 2.4.1 親水型抗污膜23-27
• 2.4.2 疏水型抗污膜27-29
• 2.4.3 兩親協(xié)同抗污膜29-32
• 2.5 本文的研究思路和主要內(nèi)容32-35
• 2.5.1 研究思路32-33
• 2.5.2 主要研究?jī)?nèi)容33-35
• 第三章 兩親梳型共聚物P(PEG-r-PDMS)對(duì)聚醚砜膜的共混改性35-57
• 3.1 實(shí)驗(yàn)方法35-41
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)主要試劑35-36
• 3.1.2 兩親性梳型共聚物P(PEG-r-PDMS)的合成及表征36-37
• 3.1.3 PES/P(PEG-r-PDMS)-x%共混平板膜的制備37
• 3.1.4 共混平板膜的表面形態(tài)和組分分析37-39
• 3.1.5 共混平板膜超濾測(cè)試39-41
• 3.1.6 共混平板膜抗污持久性和穩(wěn)定性測(cè)試41
• 3.2 結(jié)果與討論41-56
• 3.2.1 紅外光譜(FTIR)42
• 3.2.2 核磁共振氫譜(~1H NMR)42-43
• 3.2.4 共混平板膜的表面和橫截面形態(tài)結(jié)構(gòu)分析(SEM)43-44
• 3.2.5 共混平板膜的截留分子量(MWCO)44-45
• 3.2.6 共混平板膜的表面化學(xué)組成分析(XPS)45-49
• 3.2.7 共混平板膜的表面潤(rùn)濕性能49-52
• 3.2.8 共混平板膜的抗污性能52-54
• 3.2.9 共混平板膜的抗污穩(wěn)定性和持久性54-56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 第四章 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合改性劑P(PEG-PDMS-KH570)@SiO_2對(duì)聚醚砜膜的共混改性57-76
• 4.1 實(shí)驗(yàn)方法57-61
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)主要試劑57-58
• 4.1.2 兩親性共聚物P(PEG-PDMS-KH570)的合成及表征58-59
• 4.1.3 溶劑-凝膠法原位生成PES/P(PEG-PDMS-KH570)@SiO_2NPs共混平板膜59-60
• 4.1.4 共混平板膜的表面形態(tài)和組分分析60-61
• 4.1.5 共混平板膜的超濾測(cè)試61
• 4.2 結(jié)果與討論61-75
• 4.2.1 兩親性聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)61-62
• 4.2.2 共混平板膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)分析62-67
• 4.2.3 共混平板膜的化學(xué)組成分析67-68
• 4.2.4 共混平板膜的表面潤(rùn)濕性能68-72
• 4.2.5 共混平板膜的超濾和抗污性能72-75
• 4.3 本章小結(jié)75-76
• 第五章 總結(jié)與展望76-78
• 5.1 論文的主要研究結(jié)論76-77
• 5.2 不足與展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-84
• 附錄84
• 作者介紹84
• 碩士期間發(fā)表/準(zhǔn)備的論文84

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本文編號(hào)：330342