交联法亲水改性聚四氟乙烯平板微滤膜的研究

发布时间：2021-10-07 17:47

　　水污染和净化已成为一个世界性的问题。饮用水资源供应不足和严重的水污染问题促使科学家们开发有效的技术来实现废水回收和海水淡化。聚四氟乙烯（PTFE）因其良好的耐化学腐蚀性、热稳定性、自润滑性、耐老化性和电绝缘性等被广泛应用于航空航天、汽车机械、纺织和环保等领域。由于其高化学稳定性,PTFE平板微滤膜被认为是最重要的膜分离技术材料之一。然而,PTFE平板微滤膜的应用由于其疏水性而受到限制,它在过滤过程中极易受到污染,并且难以清洗,降低了其长期运行性能。因此,PTFE平板微滤膜的亲水改性具有重要意义。本文以戊二醛（GA）为桥梁,采用不同的亲水剂通过交联反应在PTFE平板微滤膜纤维上包覆亲水涂层以提高其亲水性,研究了试剂浓度、试剂配比和反应时间对改性膜结构和性能的影响,并进行抗污染测试。此方法简便、毒性低,赋予PTFE平板微滤膜优异的亲水性和抗污性能。本文主要分为以下两个内容:（1）选用含有大量氨基的聚乙烯亚胺（PEI）与氧羧甲基壳聚糖（OCMCS）通过GA交联,对PTFE平板膜进行亲水改性。研究表明:与PTFE原膜相比,OCMCS/PEI-GA PTFE平板膜的平均孔径从0.183μm降低为... 

【文章来源】：浙江理工大学浙江省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２膜分离技术的大致发展史??

浙江理工大学硕士学位论文?交联法亲水改性聚四氟乙烯平板微滤膜的研宄??渗透液?＾原料液??相２?▲?相１??Ａ?〇??▲?＾Ｍ°?ａ?Ａ?°??＜?▲?＂动力??▲▲▲＃▲〇▲??▲?▲?／＼°?Ａ?°??。。。？??图１．１膜分离原理示意图??膜分离的基本特性使其非常适合工业生产：它们通常不涉及相变或化学添加??剂，操作简单，可模块化，易控制，易放大，能耗低，具有更合理地利用原材料??以及回收和再利用副产品的巨大潜力［１７？］。膜技术由于其固有的优点而成为废水??处理中的有利技术之一。??１．２．１膜分离技术的发展??膜分离现象是早在２０世纪初就被发现，但是当时只是在实验室研究，没有??开发出任何工业或商业用途。早期的研宄者尝试使用如牛、猪等动物的膀胱和肠??衣等作为半透膜，后来又制得了硝化纤维膜，膜分离技术的工业应用是在上世纪??６０年代以后。膜分离技术的大致发展史如图１．２［２（），２１］。???ｊ???＇?胃渗透汽化??户析电渗析反渗透鹏??微孔过滤?渗析?吧冷Ｗ?，??３０年代?４０年代?５０年代?６０年代?７０年代?８０年代?９０年代??２０世纪??图１．２膜分离技术的大致发展史??３??

浙江理工大学硕士学位论文?交联法亲水改性聚四氟乙烯平板微滤膜的研究??Ｑ??？加入ＧＡ??ＰＴＦＦＪＥｔｔ瞄?放入乙酵中浸泡３〇ｍｉｎ?反应一定时间??平板膜??＾??＞改性ＰＴＦＥ平板膜??Ｖ——．一一豸?＼?＾?＾??预反应液?（」???Ｎ??Ｏ?ＣＭＣＳ或ＣＭＣ??Ｏ－ＣＭＣＳ／ＰＥＩ－ＧＡ??ｌ?＾ＣＭＣ／ＰＥＩ－ＧＡ?Ｊ??图１．４?ＰＴＦＥ平板膜的实验流程??具体研究方案如下：??（１）?ＯＣＭＣＳ与ＰＥＩ交联亲水改性ＰＴＦＥ平板微滤膜??ＯＣＭＣＳ是具有抗菌性且无毒的功能化生物材料，含有氨基和羟基。ＰＥＩ含??有大量氨基。ＯＣＭＣＳ和ＰＥＩ通过席夫碱反应在ＰＴＦＥ膜纤维表面包覆亲水层对??ＰＴＦＥ平板微滤膜进行亲水改性。随后考察了改性前后ＰＴＦＥ膜的表面形貌、基??团的变化并进一步探宄了反应时间、ＯＣＭＣＳ的浓度、ＯＣＭＣＳ和ＰＥＩ的配比和??交联剂ＧＡ浓度等条件对ＰＴＦＥ改性膜性能的影响。最后通过Ｚｅｔａ电位测试和静??态牛血清蛋白（ＢＳＡ）吸附实验、动态牛血清蛋白过滤测试和稳定性测试对ＰＴＦＥ??改性膜进行了对比。??（２?）?ＣＭＣ与ＰＥＩ交联亲水改性ＰＴＦＥ平板微滤膜??ＣＭＣ是无毒、具有水溶性和生物相容性的材料。ＣＭＣ与ＰＥＩ发生交联反应??在ＰＴＦＥ膜纤维表面包覆亲水层对ＰＴＦＥ平板微滤膜进行亲水改性。随后考察了??改性前后ＰＴＦＥ膜的表面形貌、基团的变化并进一步探究了反应时间、ＣＭＣ的??浓度、ＣＭＣ和ＰＥＩ的配比和交联剂ＧＡ浓度等条件对ＰＴＦＥ改性膜性能的影响。??最后通过油水分离实验、稳定性测试等对ＰＴＦＥ改性膜进行了对比。??１１??

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本文编号：3422498