聚丙烯超濾膜的低溫等離子體改性方法比較

摘要：為了研究低溫等離子體對中空纖維膜的改性效果,對聚丙烯(PP)中空纖維膜進(jìn)行了4種等離子體改性處理,以接枝率、力學(xué)性能、膜面官能團變化以及膜面形態(tài)為評價(jià)指標,比較了不同改性方法的改性效果。FT-IR特征分析發(fā)現,以同時(shí)照射法改性后的膜面官能團變化最大,且接枝率高,力學(xué)性能好。

元素能譜分析表明,處理后的膜表面的N、O含量均有不同程度的變化,且與接枝率成正相關(guān)。SEM照片及力學(xué)性能反映出:改性后膜面存在損失,柔韌性變差。綜合各指標的比較發(fā)現,同時(shí)照射法是一種最佳的改性方法。因此,特別考察了同時(shí)照射改性膜的清水通量的變化,結果表明,該方法能夠大幅度提高膜的清水通量。

聚丙烯（PP）中空纖維膜憑借其優(yōu)良的力學(xué)性能、通透性以及耐酸堿等特性，在膜分離過(guò)程中具有很大的應用前景。但是，材料本身的疏水性使其在膜分離過(guò)程中能耗大，易吸附有機物，使膜在生化醫療和水處理等領(lǐng)域的應用受到限制，因此，對PP膜的親水化改性研究具有重要意義。

近年來(lái)，低溫等離子體改性逐漸受到研究者的重視，與其他改性方法相比，具有操作簡(jiǎn)便、對環(huán)境無(wú)污染、接枝產(chǎn)物具有持久性等優(yōu)點(diǎn)，并且改性能使膜與水的接觸角降低，膜的親水性增加。利用低溫等離子體做疏水材料的親水化改性已被廣泛研究。

本實(shí)驗以N2為等離子體，丙烯酸（AA）為接枝單體，采用等離子體表面處理、等離子體引發(fā)自由基接枝AA、等離子體引發(fā)接枝聚合和等離子聚合加同時(shí)照射4種方法對PP膜進(jìn)行改性，以接枝率、力學(xué)性能、FT-IR特征、SEM和元素能譜（EDS）進(jìn)行了分析評價(jià)，重點(diǎn)考察了4種改性方法對PP中空纖維膜表面改性效果，并闡明了各種改性方法的利弊。

1實(shí)驗部分

1.1實(shí)驗材料及儀器

PP中空纖維膜，外徑0.44mm，孔隙率50%，新鄉市格瑞恩新能源材料有限公司生產(chǎn)；丙烯酸（AA），分析純，天津市光復精細化工研究所生產(chǎn)；HD1型低溫等離子體處理儀，常州寧大等離子體設備研發(fā)公司制造；FA2004N型電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司制造。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

1.2實(shí)驗方法

先用真空泵將反應器內的真空抽到實(shí)驗要求的真空度，再打開(kāi)N2閥通入N2，然后打開(kāi)射頻電源輝光放電，最后打開(kāi)裝有單體的儀器閥門(mén)，通入單體進(jìn)行接枝。本實(shí)驗所選用的改性參數均是在不斷改性的基礎上，選擇對該改性方法而言最優(yōu)的改性參數。

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