臭氧处理改性制备亲水性聚偏氟乙烯膜的研究
聚偏氟乙烯(PVDF)有价格低廉、化学和热稳定性好、机械强度高等优点，但PVDF分子链上氟原子对称分布导致了材料表面的表面能低、疏水性强，在含油废水分离过程中污染严重，从而制约了PVDF分离膜的应用，因此需要对膜材料进行亲水化改性处理。本论文利用臭氧的强氧化性，对溶解在N-甲基吡咯烷酮中的聚偏氟乙烯(PVDF)进行处理，分子链中引入活性过氧基团，然后通过热引发接枝聚合亲水性单体-丙烯酸(AAc)，通过非溶剂致相分离法(Non-solvent inducedphase inversion)制备具备亲水特性的PVDF分离膜。通过红外光谱、和接触角测试对接枝改性后的聚偏氟乙烯的结构和性能进行了表征。通过红外光谱检测，在1709cm-1波数处出现了AAc中-C=O-的特征吸收峰，证明成功将聚丙烯酸链段引入PVDF中。接枝后的PVDF膜接触角降低、纯水通量增大，表现出了很好的亲水性；同时研究了接枝条件对改性PVDF膜亲水性的影响，随接枝单体浓度增加其亲水性增大；改性前后的聚偏氟乙烯膜的表面形貌通过电子扫描显微镜(SEM)分析表明，在相同成膜条件下改性后分离膜表面形貌发生很大变化，改性后制备的分离膜膜孔径增加，分离膜与中空纤维表面的孔径大小与分布密度，与臭氧处理时间和丙烯酸投入量有关。水通量测试进一步表明，接枝改性可以明显改善PVDF分离膜的亲水性能。其次使用干湿法纺丝制备中空纤维。主要研究臭氧处理时间对中空纤维亲水性的影响。结果表明，相对纯PVDF中空纤维，改性后的中空纤维具有特殊的形貌机构，较低的水接触角和较高的纯水通量。综合实验结果，确定了最佳臭氧处理时间为30min，可以获得亲水性较好的PVDF-g-PAAc中空纤维，其内侧表面接触角为48°，纯水通量为93.02L·m-2·h-1。
聚偏氟乙烯膜;丙烯酸;臭氧接枝;中空纤维;亲水化改性处理;含油废水分离
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
曹兵;潘凯
2010
中文
TQ028.8;X703.1
59
2010-08-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）