抑菌型超支化聚酰胺-胺改性PVDF膜及其性能研究

发布时间：2020-05-07 21:20

【摘要】：PVDF因其良好的化学稳定性、高机械强度和热稳定性而被广泛用于膜技术。然而,与其他膜一样,PVDF膜也易受膜污染并导致膜通量的下降和使用寿命的降低。一旦膜污染形成,膜污垢将很难去除,并将对膜造成不可挽回的损害。因此,制备一种具有优异抗菌和防污性能的复合膜具有重要意义。在过去的几十年中,研究人员尝试了许多不同的改性方法来制备不同的抗菌膜,如共混、化学接枝、涂覆和界面聚合等。同时,抑菌剂的选择也很多,主要分为有机抑菌剂和无机抑菌剂,但是无机抑菌剂因其容易流失的缺点而无法被广泛应用在膜改性领域,因此,一些研究人员开始把关注重点转向有机抑菌剂。本文选用的超支化聚酰胺-胺(HPAMAM)具有特殊的超支化结构和大量的端胺基团,且相较于具有高度对称结构的树枝状大分子来说,它们具有相似的性能,但HPAMAM的制备方法更简单方便,生产成本更低。因此在膜改性领域具有很好的前景。本文采用界面聚合法,选用了超支化聚酰胺-胺(HPAMAM)作为水相与有机相均苯三甲酰氯(TMC)在膜表面进行反应以制备抑菌型PVDF复合膜,以期新制备的PVDF复合膜表面上大量的富余的胺基可以有效地提高膜的抗菌性能。同时,由TMC产生的羧基可以和胺基形成混合电位的膜表面,有效提高膜抗污染能力。首先,本研究对HPAMAM进行了红外表征和核磁表征以确定其化学结构,同时还通过最小抑菌浓度实验对其进行了抑菌性测试。进而,采用界面聚合法制备了PVDF复合膜,为了确定所制备的复合膜具有较好的性能,对其进行了截留率和水通量测试发现当有机相TMC浓度为0.2wt%时制备的复合膜最优。然后,将选出的T2组复合膜进行进一步的化学结构和抗污抗菌性能的表征。本文通过红外(ATR-FTIR)、水接触角(CA)、膜机械强度和膜表面Zeta电位确定了膜改性前后的膜表面化学组成、亲水性以及Zeta电位的变化,发现通过改性后膜表面化学组成发生了改变且所有改性膜的膜表面亲水性明显提高,膜表面等电点上升。并通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)观察了膜改性前后的膜表面和孔径的微观结构变化。改性后PVDF复合膜的孔径减小且膜表面粗糙度降低,且随着水相浓度的提高两者都随之降低。最后通过抑菌圈实验和蛋白质污染实验发现,改性后的PVDF复合膜具有优良的抗污和抗菌性能。
【图文】：

图 1.1 不同滤膜的过滤性能对比图膜其具有种类多样、性能多样以及制备简便等机复合膜材料包括醋酸纤维素（CA）、聚偏氟砜（PE）、聚醚砜（PES）、聚苯乙烯（PS）

图 2.1 相转化法的成膜原理图浸没沉淀相转换法制备 PVDF 微孔滤膜需要用到的仪器主要包括刮膜机（如图 2示为实验室用手动刮膜机）、恒温水浴箱以及真空干燥箱。本研究课题选用的成膜原主要为干燥的白色粉末状 PVDF 试剂，同时其它材料还有具有成孔剂作用的 PVP（聚
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ051.893

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 强涛涛;黄兆丰;王学川;;超支化聚合物表面活性剂的研究进展[J];皮革科学与工程;2011年06期

2 王学川;卢先博;强涛涛;;超支化聚氨酯的研究进展[J];西部皮革;2009年07期

3 田菁;王新营;崔晓玲;王燕萍;王依民;;超支化聚苯硫醚的合成和应用[J];高分子材料科学与工程;2008年03期

4 万涛,王跃川;超支化大分子的最新应用进展[J];弹性体;2004年04期

5 陆玉,林德,魏焕郁,施文芳;超支化聚(胺酯)的分子设计及其制备[J];高分子学报;2000年04期

6 邹在平;刘小兵;赵秀丽;;超支化环糊精聚合物研究进展[J];高分子通报;2015年11期

7 王锦成;郝文莉;郑晓昱;杨科;;季铵盐超支化改性及其在蒙脱土中的应用[J];上海工程技术大学学报;2011年02期

8 王学川;伏芋桥;强涛涛;刘俊;;一种超支化聚(胺-酯)复鞣剂的合成及表征[J];皮革科学与工程;2010年02期

9 汤诚;冯俊;朱志录;胡爱琼;童身毅;;氟碳超支化醇酸的制备及其涂料性能研究[J];中国涂料;2010年04期

10 于培盈;郑亚萍;石伟;张娇霞;杨晓东;兰岚;;超支化聚(胺-酯)的合成及其光固化反应的研究[J];西北工业大学学报;2010年04期

相关会议论文 前10条

1 田军;易昌凤;徐祖顺;;超支化聚氨脂的合成及性能研究[A];2016年全国高分子材料科学与工程研讨会论文摘要集[C];2016年

2 杨立群;罗嘉浩;吴燕琳;谭家运;于钟;宫海军;曾睿;蓝育青;李玮;王小娟;;超支化阳离子支链淀粉衍生物的合成及其在基因和药物传输领域的应用研究[A];2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题B 生物大分子[C];2015年

3 王素娟;于蓓;武永刚;巴信武;;超支化聚(酰胺-酯)对姜黄素在水溶液中的增溶作用研究[A];2014年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集（下册）[C];2014年

4 韩文松;林保平;宋健刚;周一丹;;含羧基超支化聚(胺-酯)丙烯酸酯光致抗蚀剂的合成[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第4分册）[C];2010年

5 石星丽;路德待;雷自强;;超支化-线性-超支化生物可降解聚物的合成与表征[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第3分册）[C];2010年

6 孙云霞;杨斌;张先正;卓仁禧;;超支化聚阳离子作为基因载体的研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年

7 王广途;李兰兰;兰静波;游劲松;;超支化大分子的自组装表面修饰及相转移性能研究[A];全国第十四届大环化学暨第六届超分子化学学术讨论会论文专辑[C];2008年

8 肖仙娥;潘露露;曾岑;何子海;高健;陆绍荣;;超支化剑麻纤维素纤维/环氧复合材料的制备及性能研究[A];2014年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集（下册）[C];2014年

9 彭海炎;倪名立;周兴平;王文韬;解孝林;;超支化单体/液晶复合体系的光流变学行为[A];第十二届全国流变学学术会议论文集[C];2014年

10 唐旭东;张家鹤;李淑娥;陈晓婷;;含三苯基膦结构超支化聚芳醚酮的合成与表征[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（上册）[C];2009年

相关重要报纸文章 前1条

1 记者 王孝弟;超支化技术成功引入皮革化工[N];中国化工报;2011年

相关博士学位论文 前10条

1 张元功;一锅法合成超支化聚糖及其应用[D];河北大学;2019年

2 王云明;典型超支化高分子聚合体系中的环化效应研究[D];河北大学;2019年

3 王崧;功能超支化聚乙烯定制及其在热二极管聚高内相多孔基材中的应用[D];浙江大学;2018年

4 樊佑;亲水性超支化接枝超支化共聚物的合成及其在制备纳米粒子方面的应用[D];天津大学;2017年

5 詹宸;超支化聚酰胺—胺及其衍生物的合成及应用研究[D];天津大学;2017年

6 周小雁;超支化聚缩水甘油醚衍生物的合成及其在肿瘤治疗中的研究[D];暨南大学;2018年

7 檀海维;基于端基修饰的超支化聚酰亚胺的电存储材料的制备及性能研究[D];吉林大学;2018年

8 牟建新;超支化聚芳醚酮的分子设计、合成、表征及功能化研究[D];吉林大学;2005年

9 张峻松;超支化冠醚聚合物的合成及其性能表征和丙烯腈本体基因转移聚合的研究[D];郑州大学;2005年

10 张纪贵;新型超支化聚苯醚的分子设计、合成、改性及性能研究[D];北京化工大学;2006年

相关硕士学位论文 前10条

1 袁晓旭;超支化聚酰亚胺的合成与气体分离性能研究[D];天津理工大学;2019年

2 刘帅;抑菌型超支化聚酰胺-胺改性PVDF膜及其性能研究[D];哈尔滨工程大学;2019年

3 刘子厚;超支化杂氮硅三环的合成及其水解聚集行为研究[D];山东大学;2018年

4 王凤凤;新型超支化过渡金属配合物催化乙烯齐聚性能研究[D];东北石油大学;2018年

5 侯爽;超支化金属配合物对烯烃聚合与烷基化串联的催化性能研究[D];东北石油大学;2018年

6 王胜楠;超支化聚三唑和三唑-膦酸官能化聚砜的制备及表征[D];上海大学;2018年

7 王忠辉;偶氮苯基团封端超支化聚酰亚胺的制备与性能研究[D];辽宁大学;2018年

8 李红霞;超支化环氧改性环氧体系的老化行为[D];北京化工大学;2018年

9 张迪;水性超支化环氧/线性环氧/丙烯酸酯复合聚合物乳液合成及防腐涂料制备[D];北京化工大学;2018年

10 刘承;具有支化结构的二阶非线性光学材料的设计、合成及性能研究[D];郑州大学;2018年

，

本文编号：2653562