王志英，韓承志，寧素素，楊振生，李春利
通過(guò)對(duì)支撐材料進(jìn)行表面改性處理和浸入凝膠法制備了界面增強(qiáng)型聚偏氟乙烯/聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PVDF/PET)超濾膜.用電導(dǎo)率在線測(cè)量法確定了硅烷偶聯(lián)劑3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)水解液的制備條件,考察了改性處理?xiàng)l件對(duì)PVDF/PET膜的界面性能和力學(xué)性能的影響.通過(guò)180°剝離試驗(yàn)測(cè)試PVDF膜與支撐層間的剝離強(qiáng)度,用掃描電鏡觀察PET無(wú)紡布及PVDF膜破壞底面的微觀形貌,用傅里葉紅外光譜儀表征PET表面化學(xué)組成.結(jié)果表明,水解液中KH550用量較少時(shí)(≤3％),處理時(shí)間延長(zhǎng),PVDF/PET間的剝離強(qiáng)度增大,水解液中KH550用量較多時(shí)(>3％),處理時(shí)間延長(zhǎng),PVDF/PET間的剝離強(qiáng)度先增大后減小;PVDF/PET膜的拉伸強(qiáng)度隨水解液中KH550用量的增加或處理時(shí)間的延長(zhǎng)先增大后略減小.改性前后PVDF/PET膜的分離與透過(guò)性能對(duì)比表明,PET表面改性后,PVDF膜的牛血清白蛋白(BSA)截留率幾乎不受影響,水通量略增。
聚偏氟乙烯膜 (PVDF) 具有通量高、抗污染性好、耐酸堿等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于污水處理、膜蒸館、海水淡化等領(lǐng)域 飛在 PVDF 膜制造過(guò)程中，直接以鑄膜液材料制備得到的 PVDF 膜機(jī)械強(qiáng)度較低，當(dāng)其在水相中使用時(shí)，受水或氣-水混合液的劇烈擾動(dòng)以及水力沖擊的作用，常出現(xiàn)膜破裂的現(xiàn)象，導(dǎo)致膜過(guò)程無(wú)法進(jìn)行，為提高 PVDF 膜的機(jī)械強(qiáng)度，在膜的制造過(guò)程中常將鑄膜液刮制在適當(dāng)?shù)闹尾牧仙?。聚?duì)苯二甲酸乙二醇醋 (PET) 以其優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性及高機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)勢(shì)，成為分離膜制備中常用的新型支撐材料飛然而，由于 PET 分子鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整，結(jié)晶度高，且表面缺乏強(qiáng)極性基團(tuán)和親水基團(tuán)，導(dǎo)致 PVDF 膜與 PET間的界面秸合性較差，在實(shí)際使用中極易發(fā)生膜從PET 無(wú)紡布表面局部剝落現(xiàn)象，極大影響了 PVDF膜在過(guò)程中的應(yīng)用。
已有大量研究致力于改善復(fù)合材料的界面性能，其主要方法是對(duì)復(fù)合材料或其中之一進(jìn)行化學(xué)處理、等離子體處理、偶聯(lián)劑表面改性或表面涂覆叫。由于偶聯(lián)劑的價(jià)格相對(duì)低廉，適用范圍廣，對(duì)環(huán)境友好，且不會(huì)對(duì)材料表面造成嚴(yán)重?fù)p傷，故常作為表面處理助劑以提高復(fù)合材料的界面性[71 。硅皖偶聯(lián)劑 (R-SiXJ 是一類具有兩種不同性質(zhì)官能團(tuán)的物質(zhì)，即親無(wú)機(jī)物基團(tuán) (X 基團(tuán))和親有機(jī)物基團(tuán) (R 基團(tuán))。其中， 基團(tuán)可以與無(wú)機(jī)物表面的是基發(fā)生基團(tuán)反應(yīng)， 基團(tuán)可以同有機(jī)物表面官能團(tuán)發(fā)生基團(tuán)反應(yīng)或分子鏈的物理纏繞，最終在兩相之間形成強(qiáng)有力的化學(xué)鍵，達(dá)到增強(qiáng)界面性能的目的。例如，使用氨丙基三乙氧基硅皖(KH550) 對(duì)堿減量處理后的 PET 進(jìn)行表面涂覆，可使 PET/PVC 復(fù)合材料的界面剝離強(qiáng)度提高94.82%[飛使用聚丁二烯氧丙基三甲氧基硅燒(Polyvest 25) 作為 PET/PP 共混物的相容劑，可以改善共混材料的蒙古合性能和力學(xué)性能[91在膜分離領(lǐng)域中，針對(duì)有機(jī)分離膜與制膜支撐材料間界面性能的研究鮮有報(bào)道，而兩者的界面問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重影響了工業(yè)生產(chǎn)中膜的使用壽命和分離性能。有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合材料研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料的界面蒙古合性能對(duì)材料的其他性能也有較大影響[川]。
本文通過(guò)對(duì) PET 元紡布表面改性制備界面增強(qiáng)型 PVD PET 膜，并考察了表面改性 PETPVDF 膜界面蒙古合性、力學(xué)性能及分離性能的影響。
