PVDF-g-PNIPAAm智能膜的制备及其成膜性能研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hnnydbw2007
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N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)是一种典型的温敏性化合物,聚偏氟乙烯(PVDF)具有化学稳定性能好、耐老化及抗紫外线性能优异,将这两种材料有机组合在一起,可以制成具有温度敏感特性的智能分离膜,即PVDF-g-PNIPAAm温度敏感膜。该膜已被研究多年,但其成膜机理及成膜过程研究较少,本文将对此问题展开研究。  以AIBN作为引发剂,合成了PVDF-g-PNIPAAm的温敏共聚物,并通过了浸没沉淀相转化法和改变了凝固浴中DMF含量的方法,制备出共聚物膜。通过了XPS、SEM、接触角、膜通量等测试的方法,研究凝固浴强度对PVDF-g-PNIPAAm智能膜的结构及性能的影响,并且研究不同碱处理的时间和不同的合成时间对PVDF-g-PNIPAAm智能膜成膜过程及膜结构性能的影响。  研究表明,凝固浴的DMF含量对PVDF-g-PNIPAAm智能膜结构及膜性能有着一定影响。当凝固浴中DMF的含量增加时,膜表面的NIPAAm含量下降;当凝固浴中的DMF为15%时,膜表面的NIPAAm含量达到最低值,而之后随着凝固浴的DMF含量升高,膜表面的NIPAAm的含量也相继升高。随着凝固浴DMF的含量增加,膜表面的孔径增加,孔洞的数目增加,膜断面结构由指状的大孔向海绵状的孔转变。膜通量温度响应性随凝固浴DMF的含量变化,呈现出了不同温度响应的特点。不同的碱处理时间和不同的合成时间均对PVDF-g-PNIPAAm智能膜结构及膜性能有着一定影响。随着碱处理的时间增加,共聚物接枝率显现一个先增大后减小的过程,其中在13min碱处理时间时合成的共聚物其接枝率达到最大值,成膜时间随PVDF碱处理的时间增加而增加,使得膜表面的孔数目越来越多,膜表面的亲水性能增加,水通量也越来越大。不同的合成时间下制备的PVDF-g-PNIPAAm共聚物接枝率随着合成的时间增加而增大,其成膜的时间会随着接枝率增加而增加,水通量体现出了温度敏感性。
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