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聚丙烯超濾膜的低溫等離子體改性方法比較

中國污水處理工程網(wǎng) 時(shí)間:2014-7-12 10:05:02

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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(tuán)變化以及膜面形態(tài)為評價(jià)指標(biāo),比較了不同改性方法的改性效果。FT-IR特征分析發(fā)現(xiàn),以同時(shí)照射法改性后的膜面官能團(tuán)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(biāo)的比較發(fā)現(xiàn),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(jié)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,在膜分離過程中具有很大的應(yīng)用前景。但是,材料本身的疏水性使其在膜分離過程中能耗大,易吸附有機(jī)物,使膜在生化醫(yī)療和水處理等領(lǐng)域的應(yīng)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,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,具有操作簡便、對環(huán)境無污染、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(yàn)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(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)材料及儀器

PP中空纖維膜,外徑0.44mm,孔隙率50%,新鄉(xiāng)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(fù)精細(xì)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(shè)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http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

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

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