本文關鍵詞：含PDMS兩親梳型共聚物的制備及其對聚醚砜膜的協(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的疏水性,在使用過程中易受有機物污染,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于膜的應用至關重要。目前,構建親水抗污改性膜是比較有效的方法,但是在應對多種污染物和復雜環(huán)境時,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、有機硅等材料表面表現(xiàn)出抗粘附、自清洗和污損釋放性能。構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現(xiàn)穩(wěn)定的抗污性能。基于此,本論文設計了兩種新型兩親梳型共聚物,并以其作為改性劑對聚醚砜(PES)膜進行共混改性,制備具有低污染高通量恢復的PES膜。首先通過自由基聚合反應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)側鏈。隨后將共聚物與PES膜共混,通過浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化的方法制備改性膜PES/P(PEG-r-PDMS).通過XPS、接觸角和表面能等表征方法對改性膜的表面化學組成和潤濕性能進行分析,結果證實了PEG和PDMS鏈段在膜表面的富集。通過模型蛋白BSA水溶液的超濾實驗,考察改性膜的通透性能和抗污性能。結果表明,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%,通量恢復率為96.6%。論文進一步制備了有機-無機復合改PES膜,并考察其協(xié)同抗污作用。采用自由基聚合反應合成了梳型共聚物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)化過程中原位生成改性膜PES/T@SiO2。采用SEM和AFM對改性膜的表面和斷面形態(tài)進行表征,證實了原位生成的SiO2納米顆粒在膜表明和孔壁上富集。接觸角測試表明PES/T@SiO2改性膜的表面潤濕性能增強。最后對改性膜進行BSA溶液超濾抗污測試,結果證實了有機-無機雜化改性膜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%,相應的通量恢復率達到98.03%。
【關鍵詞】：聚醚砜膜 兩親梳型共聚物 SiO_2NPs 表面偏析 協(xié)同抗污改性
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 前言11-13
• 第二章 文獻綜述13-35
• 2.1 膜分離技術及應用13-16
• 2.1.1 分離膜及其類型13-15
• 2.1.2 超濾膜及其應用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 主要研究內(nèi)容33-35
• 第三章 兩親梳型共聚物P(PEG-r-PDMS)對聚醚砜膜的共混改性35-57
• 3.1 實驗方法35-41
• 3.1.1 實驗主要試劑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 共混平板膜超濾測試39-41
• 3.1.6 共混平板膜抗污持久性和穩(wěn)定性測試41
• 3.2 結果與討論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)結構分析(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組成分析(XPS)45-49
• 3.2.7 共混平板膜的表面潤濕性能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56-57
• 第四章 有機無機復合改性劑P(PEG-PDMS-KH570)@SiO_2對聚醚砜膜的共混改性57-76
• 4.1 實驗方法57-61
• 4.1.1 實驗主要試劑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試61
• 4.2 結果與討論61-75
• 4.2.1 兩親性聚合物的化學結構61-62
• 4.2.2 共混平板膜的形態(tài)結構分析62-67
• 4.2.3 共混平板膜的化學組成分析67-68
• 4.2.4 共混平板膜的表面潤濕性能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75-76
• 第五章 總結與展望76-78
• 5.1 論文的主要研究結論76-77
• 5.2 不足與展望77-78
• 參考文獻78-84
• 附錄84
• 作者介紹84
• 碩士期間發(fā)表/準備的論文84

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本文編號：330342