改性PVDF膜及其抗蛋白质污染研究

导读:为了提高PVDF膜的抗污染性，采用两步表面接枝聚合的方法，利用含有正电荷的季胺单体（2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵，DMC）和带负电荷的羧酸单体（2-羧基乙基丙烯酸酯，CAA）对

来源：未知发布日期：2020-05-27 10:22【大中小】

聚偏氟乙烯（PVDF）是一种半结晶状聚合物，具备优良的机械性能、热稳定性、化学稳定性等特点，从而成为了备受关注的膜材料。PVDF微滤膜由于其较低的表面能而具有较强的疏水性，使得其易于吸附非极性溶质在膜表面，从而造成膜孔堵塞引起膜污染，导致通量衰减。

天津津腾实验设备有限公司了解到本文采用化学接枝的方法在PVDF中空纤维微孔膜外表面修饰了一层羟基活性层，再将季胺单体（2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵，DMC）和羧酸单体（2-羧基乙基丙烯酸酯，CAA）接枝羟基层外表面，得到离子对聚电解质改性膜。通过接枝率的计算、红外光谱测试、接触角测试和纯水通量验证改性PVDF膜性能。将改性前后的PVDF膜进行蛋白质微滤实验，对比改性膜和原膜的抗污染效果。

1改性PVDF中空纤维膜的制备
1.1在PVDF膜外表面接枝HEMA
将实验室自制的PVDF中空纤维膜（外径0.13mm，内径0.8mm）两端封端后用无水乙醇清洗并浸泡24h，再用纯水进行清洗并浸泡24h。将膜丝剪成约20cm一根，取10根，40℃条件下真空干燥12h。真空干燥之后用电子天平称重。

2纯水通量
膜的水通量与膜孔隙率、膜孔径、膜表面亲水性等因素有关，PVDF的纯水通量为1245L/[m2·h·(0.1MPa)]，通过每步接枝反应改性后的膜均会使得孔隙率减小、孔径减小，但是改性后的膜亲水性提高，因此对于纯水通量的影响需要考虑孔隙率、孔径的减小所增加的阻力与亲水性的提升之间的关系。

3结论
天津津腾实验设备有限公司了解到本文采用了两步接枝法制备聚电解质改性PVDF中空纤维膜。首先选用甲基丙烯酸羟乙酯以ATRP法制备支链含有羟基基团的polyHEMA-g-PVDF中空纤维膜，再使用Ce4+离子引发聚合反应将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和β-丙烯酰氧基丙酸一对离子对单体接枝在膜表面，制备得到具有亲水性、高通量和抗污染性的PVDF中空纤维微滤膜。

通过调整反应条件，得到了不同接枝量的polyHEMA-g-PVDF和poly(DMC+CAA)-c-polyHEMA-g-PVDF中空纤维微滤膜。结果发现随着HEMA接枝量的增加，孔隙率和孔径减小，膜表面亲水性增强，在HEMA接枝量小于500μg/cm2时，膜通量较高，且能够为第二步接枝反应提供活性位点。

通过对聚电解质改性膜的通量和润湿性表征分析得到最合适的制备条件为DCHP-3膜丝条件，其纯水通量达到912L/[m2·h·(0.1MPa)]且超亲水，水接触角在52s时则变为0°，同时具备最优的抗污染性，操作压力上涨率最低，表面污染物含量最少。

说明采用两步法将正负离子对单体接枝PVDF膜表面能够显著提高膜的抗污染性能，拓宽PVDF膜的应用领域。

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改性PVDF膜及其抗蛋白质污染研究

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