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聚丙烯和聚丙烯腈微孔膜因其原料来源丰富,质轻,耐化学腐蚀、耐热性、抗辐射性等优点而倍受青睐。但由于它们的强疏水性和易脆裂性,限制了它们在膜分离技术中的应用。对它们进行亲水改性,提高其抗污染能力,成为人们研究的热点之一。目前较多使用的方法为物理方法,但这种方法工艺复杂,费用较高不能大规模运用。本论文采用涂覆、化学接枝共聚和共混的方法分别对聚丙烯和聚丙烯腈微孔膜进行亲水改性,提高抗污染性能,扩大其在水处理中的应用,方法简单有效,为工业化运用提供了一定的参考。
本论文的主要研究内容如下:
1.本论文首先概述了膜技术的发展历史和现状,目前对高分子微孔膜的亲水改性研究方法,提出了本论文的研究方向和重点。
2.通过使用涂敷的方法,将聚乙烯醇溶液涂敷在聚丙烯微孔膜的表面,并通过交联反应,将聚乙烯醇以薄膜的形式固定在聚丙烯膜的表面,达到表面亲水改性的目的。研究了反应温度,聚乙烯醇及交联剂的浓度、反应时间等反应条件对涂敷率的影响。并用通过红外光谱(ATR-FTTR)、X射线电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)考察了膜改性前后的微观结构的变化;同时考察了膜改性后热稳定性的变化。
3.用表面吸附引发剂的方法,在聚丙烯微孔膜的表面接枝聚合丙烯酸。研究了引发剂浓度、单体浓度、反应温度等条件对接枝率的影响。同时对接枝改性后的微观结构进行了详细的表征,系统研究了其接触角、水通量、蛋白质的吸附量和抗污染性的变化。
4.用聚丙烯腈和聚乙烯醇采用共混相转化法制得聚丙烯腈微孔膜,系统研究其成膜的工艺条件,并对共混膜的微观结构进行了研究,同时研究了共混膜的水通量和孔隙率的变化。并考察了共混膜的耐酸碱性能。