结合点击化学和RAFT聚合在聚丙烯膜表面接枝PAMPS进行改性

来源 :安徽师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiegui
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微孔聚丙烯膜是一种性能优良的高分子分离膜,广泛应用于各领域。但是其材料本身的惰性和疏水性致使其在使用过程中极易被污染,降低膜使用效率,提高成本。而表面改性可以引入相应的官能团从而有针对性地改善膜的抗污染性。聚丙烯膜亲水性改性主要有物理法、化学法,而物理法虽然大多数操作简便但是效果并不能持久。2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)的聚合物是很优秀的高分子材料。它作为一种强酸性阴离子单体在生产生活中应用很广泛。  本文主要通过化学接枝对聚丙烯膜表面改性:  首先,通过紫外光照法在膜表面引入溴原子,接着采用 SN2亲核取代反应引入叠氮基团;  其次,利用端炔基三硫代碳酸酯和阴离子型单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合得到聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(PAMPS);  最后,在CuI催化条件下,通过点击化学(Click Chemistry)反应,将功能性单体引入到膜表面。  在 RAFT聚合过程,研究了不同时间段反应时间和聚合物分子量、流体力学半径(Rh)之间的关系。结果表明RAFT过程可控,且随着反应时间延长,Rh增大。  对改性前后的聚丙烯膜做了水接触角测试、渗透性测试以便于研究改性膜的亲水性和抗污染性能。结果表明,改性膜的水接触角明显降低,并随着接枝率的增加而降低。改性膜的抗污染性得到了改善,随着接枝率的增加BSA溶液的截留率、水洗后的通量回复率均有明显的提高。同时,又进一步研究了接枝率对相对通量下降率(RFR)和通量回复率(FRR)的影响。随着接枝率增加通量下降率呈减小、通量回复率呈增加趋势,这些结果表明引入聚合物PAMPS可以提高聚丙烯膜的抗污染性。不同的pH环境下,RFR和FRR变化的趋势也不相同。当pH分别为3.8、7.4、10.0时,空白膜的RFR和FRR基本上都没什么变化,而改性膜的RFR呈减小趋势、FRR呈上升趋势。
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