本文關(guān)鍵詞：新型三嵌段聚合物界面改性劑對PVDF膜的改性研究

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【摘要】：膜分離技術(shù)由于分離效率高,能耗低,可在常溫下操作等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于水處理領(lǐng)域。聚偏氟乙烯(PVDF)的機械強度高,耐熱性及化學(xué)穩(wěn)定性好,是理想的制膜材料,但是純PVDF膜表面能低,疏水性強,易與水中的污染物相互作用引起膜污染,導(dǎo)致膜功能下降,制約了膜分離技術(shù)的發(fā)展。通過對膜進行親水化改性,提高膜的抗污染性能成為近年來膜分離領(lǐng)域的研究熱點。本論文的主要研究內(nèi)容是設(shè)計合成新型兩親性共聚物P(St_x-co-MAA_y)、P(St_x-co-MAA)-g-fPEG_y,分別與PVDF共混通過相轉(zhuǎn)化法制備改性膜�？疾焯砑觿┲杏H疏水段的比例,添加劑與PVDF的共混比,凝固浴溫度,后處理方法等因素對膜結(jié)構(gòu)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),以P(St_x-co-MAA_y)為添加劑制備的改性膜大孔結(jié)構(gòu)的發(fā)展使膜機械強度有所降低;分子中MAA基團比例增大,有利于改性膜親水性的提高。P(St1-co-MAA1)/PVDF共混比為1/9和2/8,凝固浴溫度為50℃時,改性膜(H1、H2)水接觸角較低,分別為62.10°和62.63°,親水性較好;在改性膜對BSA溶液的吸附量實驗研究中,H1和H2對BSA的吸附量較低,僅為純PVDF膜的18%和21%;膜對BSA溶液、正十六烷乳液的過濾實驗表明,P(St_x-co-MAA_y)的加入提高了膜的純水通量,改性膜的相對通量衰減降低,相對通量恢復(fù)增加,抗污染性能增強,以H1最佳。為進一步改善膜的親水性及抗污染性能,我們以P(St_x-co-MAA_y)為反應(yīng)物,與具有親水柔性鏈的fPEG進行酯化反應(yīng),合成新型三嵌段兩親性共聚物P(St_x-co-MAA)-g-fPEG_y,將其作為添加劑與PVDF進行共混改性。結(jié)果表明,當(dāng)P(St1-co-MAA)-g-fPEG1/PVDF共混比為1/9,凝固浴溫度為50℃時,對膜改性效果最好,親水性和抗污染能力最佳,此時,改性膜(M3)水接觸角為48.80°,水下油接觸角為160.66°,與H1相比,M3對BSA的吸附量更低,在BSA溶液和正十六烷乳液過濾實驗中,M3的初始通量遠高于H1,過濾BSA溶液后,相對通量衰減為46.0%,低于H1的75.0%;過濾十六烷乳液后為57.7%,高于H1的37.0%,但通量值大于H1,M3的相對通量恢復(fù)高于H1,抗污染性能更好。同時,膜對腐殖酸的過濾實驗結(jié)果表明,改性膜具有良好的耐天然有機物污染的能力。
【關(guān)鍵詞】：聚偏氟乙烯 兩親性共聚物 共混 親水改性
【學(xué)位授予單位】：蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 前言12
• 1.2 膜分離技術(shù)發(fā)展概況12-13
• 1.3 膜的分類13-14
• 1.4 聚偏氟乙烯膜的制備14-16
• 1.4.1 燒結(jié)法14-15
• 1.4.2 徑跡蝕刻法15
• 1.4.3 相轉(zhuǎn)化法15-16
• 1.5 膜污染16
• 1.6 PVDF膜改性技術(shù)16-20
• 1.6.1 表面改性17-18
• 1.6.2 基體改性18-20
• 1.7 課題的提出、研究思路及內(nèi)容20-22
• 1.7.1 課題的提出和意義20
• 1.7.2 研究思路和目標(biāo)20-21
• 1.7.3 研究的主要內(nèi)容21-22
• 第二章 實驗部分22-29
• 2.1 實驗試劑和儀器22-23
• 2.1.1 實驗原料22
• 2.1.2 實驗儀器22-23
• 2.2 兩親性共聚物的合成23-24
• 2.2.1 P(St_x-co-MAA_y)的合成23
• 2.2.2 P(St_x-co-MAA)-g-fPEG_y的合成23-24
• 2.3 兩親性共聚物的表征24
• 2.3.1 核磁共振氫譜分析（~1H-NMR）24
• 2.3.2 傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)分析24
• 2.4 平板膜的制備24-25
• 2.5 膜結(jié)構(gòu)表征及性能測試25-29
• 2.5.1 表面衰減全反射-紅外光譜(ATR-FTIR)測定25
• 2.5.2 機械強度的測試25
• 2.5.3 膜形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀測25
• 2.5.4 膜接觸角的測定25
• 2.5.5 開孔率的測定25-26
• 2.5.6 平板膜耐酸堿腐蝕性能的測試26
• 2.5.7 膜表面牛血清蛋白吸附實驗26-27
• 2.5.8 膜過濾實驗27-29
• 第三章 P(St_x-co-MAA_y)改性PVDF膜的性能研究29-43
• 3.1 P(St_x-co-MAA_y)的紅外光譜（FT-IR）表征29-30
• 3.2 P(St_x-co-MAA_y)的核磁表征30
• 3.3 P(St-x-co-MAA_y)/PVDF共混比對膜結(jié)構(gòu)性能的影響30-34
• 3.3.1 P(St_x-co-MAA_y)/PVDF共混比對膜微結(jié)構(gòu)的影響30-32
• 3.3.2 P(St_x-co-MAA_y)/PVDF共混比對膜機械強度的影響32-33
• 3.3.3 P(St_x-co-MAA_y)/PVDF共混比對膜親水性的影響33-34
• 3.4 凝固浴溫度對膜結(jié)構(gòu)性能的影響34-36
• 3.4.1 凝固浴溫度對膜微結(jié)構(gòu)的影響34
• 3.4.2 凝固浴溫度對膜機械性能的影響34-35
• 3.4.3 凝固浴溫度對膜親水性的影響35-36
• 3.5 后處理方法對膜結(jié)構(gòu)性能的影響36-39
• 3.5.1 后處理方法對膜微結(jié)構(gòu)的影響36-38
• 3.5.2 后處理方法對膜性能的影響38
• 3.5.3 后處理方法對膜純水通量的影響38-39
• 3.6 膜對牛血清蛋白的吸附量39-40
• 3.7 過濾實驗40-41
• 3.8 本章小結(jié)41-43
• 第四章 P(St_x-co-MAA)-g-fPEG_y改性PVDF膜的性能研究43-57
• 4.1 P(St_x-co-MAA)-g-fPEG_y的核磁表征43
• 4.2 P(St_x-co-MAA)-g-fPEG_y/PVDF共混比對膜結(jié)構(gòu)性能的影響43-47
• 4.2.1 P(St_x-co-MAA)-g-fPEG_y/PVDF共混比對膜微觀結(jié)構(gòu)的影響44-45
• 4.2.2 P(St_x-co-MAA)-g-fPEG_y/PVDF共混比對膜機械性能的影響45
• 4.2.3 P(St_x-co-MAA)-g-fPEG_y/PVDF共混比對膜親水性能的影響45-46
• 4.2.4 膜表面組成分析46-47
• 4.3 凝固浴溫度對膜結(jié)構(gòu)性能的影響47-50
• 4.3.1 凝固浴溫度對膜微結(jié)構(gòu)的影響47-48
• 4.3.2 凝固浴溫度對膜機械性能的影響48-49
• 4.3.3 凝固浴溫度對膜親水性能的影響49-50
• 4.4 膜的耐酸堿性能測試50-52
• 4.5 膜對牛血清蛋白的吸附量52-53
• 4.6 膜過濾實驗53-55
• 4.7 本章小結(jié)55-57
• 第五章 結(jié)論與創(chuàng)新57-59
• 5.1 結(jié)論57-58
• 5.2 創(chuàng)新點58-59
• 參考文獻59-64
• 作者簡介64
• 研究生期間發(fā)表文章64-65
• 致謝65

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張國俊,劉忠洲;膜過程中膜清洗技術(shù)研究進展[J];水處理技術(shù);2003年04期

2 邵平海，孫國慶;聚偏氟乙烯微濾膜親水化處理[J];水處理技術(shù);1995年01期

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本文編號：989082