表面光接枝制備新型溫度、pH值敏感型薄膜的研究.pdf

1、本文研究了表面光接枝技術(shù)在尼龍(Nylon)微濾膜、商用流延聚丙烯(CPP)膜和聚丙烯微濾膜表面功能化方面的應(yīng)用。通過(guò)選擇不同的功能性單體,合成了三種新型的具有環(huán)境敏感特性的功能膜。
　　以N,N-二乙基丙烯酰胺(NDEA)為單體、Nylon66微濾膜為基材、以二苯甲酮(BP)為引發(fā)劑、采用本體光接枝的方法制備了一系列具有不同接枝率的接枝膜。本體光接枝聚合有較高的反應(yīng)速率?？刂撇煌墓饨又Ψ磻?yīng)條件,如接枝方法,接枝時(shí)間、反應(yīng)液配比

2、等,可調(diào)節(jié)聚N,N-二乙基丙烯酰胺( PNDEA)的接枝率。利用衰減-全反射紅外光譜(ATR-FTIR)、X射線光電子能譜化學(xué)分析技術(shù)(ESCA)對(duì)接枝層的組成進(jìn)行了綜合表征,證實(shí)了PNDEA接枝層的存在。掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)接枝膜表面形態(tài)的表征結(jié)果表明接枝物主要存在于接枝膜上表面以及膜孔內(nèi)部,而膜的下表面不存在接枝物。適當(dāng)接枝率的接枝膜在30~35℃之間水通量有明顯的躍遷,表現(xiàn)出溫度敏感效應(yīng)。接枝膜的濾過(guò)特性在一定程度受其接枝率

3、的影響。原子力顯微鏡(AFM)的表征結(jié)果表明不同干燥方式的接枝膜的表面形態(tài)有較大差異,在LCST以下干燥時(shí),接枝鏈處于伸展?fàn)顟B(tài);而在LCST以上干燥時(shí),接枝鏈處于收縮狀態(tài)。在LCST附近,微小的溫度變化即可使膜表面或膜孔內(nèi)的PNDEA接枝鏈發(fā)生伸展/收縮的轉(zhuǎn)變,從而控制接枝膜的孔徑尺寸。接枝鏈起到了化學(xué)閥的作用,調(diào)節(jié)溫度即可調(diào)節(jié)水通量的大小。與其水凝膠相比,PNDEA接枝鏈對(duì)溫度變化的響應(yīng)是迅速的。
　　本文采用液相和本體光接枝方

4、法的對(duì)比研究,以二苯甲酮為引發(fā)劑,商用流延聚丙烯薄膜(CPP)為基材制備了具有溫度和pH值雙重敏感特性的PNDEA、聚丙烯酸(PAA)二元接枝膜。在PNDEA一次接枝膜的制備過(guò)程中,引發(fā)劑與單體配比相同時(shí),本體接枝法的接枝速率在反應(yīng)初期明顯高于溶液接枝方法;采用溶液接枝法時(shí),增大引發(fā)劑與單體配比等可提高接枝率。用本體法所制得的PNDEA一次接枝膜經(jīng)光活化后接枝PAA時(shí)接枝速率較溶液法高,并且能夠?qū)崿F(xiàn)較高的PAA接枝率。用FTIR、ESC

5、A等測(cè)試手段對(duì)接枝層的組成進(jìn)行了綜合表征,研究結(jié)果證實(shí)了二元接枝層的存在。在不同溫度下,PNDEA一次接枝膜的FTIR譜圖中酰胺Ⅰ帶特征吸收峰發(fā)生位移,這表明它具有溫度敏感特性。用掃描電子顯微鏡(SEM)表征了PNDEA接枝層的表明形貌,研究結(jié)果表明:用不同接枝方法所制備的接枝膜具有不同的表面形貌。通過(guò)吸水率的測(cè)定研究了二元接枝膜的溫度及pH值敏感特性。
　　通過(guò)二次光接枝的方法,在聚丙烯微濾膜上先接枝PNDEA,然后再接枝PAA