聚砜超滤膜的亲水化改性及其抗污染性能研究
聚砜超滤膜具有较强的疏水性在使用过程中很容易受到污染,从而导致其渗透性能及使用寿命大幅下降。另外,对于聚砜超滤膜等聚合物膜大都存在的一个问题是通量与截留率之间的制约关系。许多改进方法在提升通量的时候往往会伴有截留率的牺牲,而提高截留率时通量又会相应的下降,因此保持较高截留率的前提下,提高膜的抗污染性能和渗透性能变得至关重要。本文通过合成不同亲/疏水比例的两亲性嵌段共聚物PDMS-b-mPEG作为添加剂来共混改性聚砜膜,制备出可以在保持较高截留率的条件下,具有高水通量和良好抗污染性能的聚砜平板膜。本文通过简便高效的Steglich酯化法合成了一系列不同亲/疏水比例的两亲性的二嵌段共聚物（PDMS-b-mPEG）,并通过核磁共振氢谱（1H NMR）和凝胶渗透色谱（GPC）等表征手段证实了PDMS-b-mPEG被成功合成,其中PDMS组分具有较低的表面能,mPEG组分具有很好的亲水性,然后将其作为添加剂与聚砜共混,采用浸没沉淀相转化法制备共混改性膜PSf/PDMS-b-mPEG。通过扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱仪（EDX）、X射线光电子能谱（XPS）、膜红外及接触角等表征方法对该改性膜的表面和断面结构形态、表面化学组成及膜表面的润湿性进行分析,结果表明可以通过控制添加剂的亲/疏水组分比例来调控指状孔与海绵状孔的分布,且证实了PDMS-b-mPEG在膜表面富集,上表面的含量高于下表面。通过纯水及BSA缓冲液的超滤实验评价了改性膜的渗透性能和抗污染性能。结果表明PSf/PDMS-b-mPEG1900膜性能最佳,在100 kPa下,纯水通量可达239.4 L/m2h,是原始聚砜膜纯水通量（18.9 L/m2h）的12倍。重要的是,该膜可以保持截留率在80%左右的前提下,通量下降率仅为10.8%,相应通量恢复率可达89.2%。结果表明,共混了PDMS-b-mPEG1900的聚砜膜具有良好的水通量和优秀的抗污染性能。
- 作者：
- 张雷
- 学位授予单位：
- 安徽师范大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2018年
- 导师姓名：
- 宇海银
- 中图分类号：
- TQ051.893
- 关键词：
- 聚砜膜；亲水化；低表面能；共混改性；抗污染
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