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化工原料常见问题

交联PVP对PVDF的亲水性的提高

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在之前的文章里我们提到过这样一个事例:美国Dow化学公司尝试以乙烯基吡咯烷酮(PVP)调控聚偏氟乙烯(PVDF)基材纳滤膜孔,并获得成功,由此打开了聚乙烯基吡咯烷酮全新的应用领域。  

今天我们就讲讲PVP如何调控聚偏氟乙烯(PVDF)的亲水性。  

pvp亲水性.png  

聚偏氟乙烯(PVDF)是一种半结晶聚合物,具有良好的热稳定性、耐化学稳定性和抗紫外线辐射能力。由PVDF制备的超/微滤(UF/MF)膜被广泛应用于污水处理,蛋白质净化,微生物过滤等领域。然而,由于PVDF的表面能低,疏水性强,使得PVDF膜较易受到有机物、蛋白质,微生物等污染,在生物制药等水处理的应用中受到了限制。  

因此,对PVDF膜进行亲水化改性具有重要的意义。  

聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是一种水溶性线性结构的聚酰胺,具有较强的亲水性,常作为添加剂或改性剂在亲水性UF/MF膜的制备中广泛应用。但由于PVP极易溶于水,这使得膜改性后的亲水稳定性较差。  


交联聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)可在引发剂(如过硫酸盐、偶氯二异T腈等)存在的情况下加热PVP至90℃以上,发生交联反应而成,PVPP不溶于强酸强碱及一股有机溶剂,且具有较强的吸水性。因此,将PVPP用于改善疏水膜的亲水性,能够有效避免PVP的流失情况,提高亲水稳定性。  

利用聚乙烯吡咯院酮(PVP)的自交联以及与聚偏氟乙烯(PVDF)的互交联,实现了PVDF微孔膜的亲水化改性,考察了溶液浓度、反应时间等因素对改性PVDF膜性能的影响,采用FT-IR、NMR、接触角和水通量等测试方法表征改性前后PVP膜的性能。  


结果表明,自交联PVP的强吸水性使得改性后的PVDF膜(PVTDF-cl一PVP膜)亲水性显著提高,与水的接触角45s内即可降至0%,膜的纯水通量为600L/(㎡·h)。PVDF与PVP的互交联以及PVP的自交联结构使得PVP牢牢固定于PVDF凝孔膜外表面及膜内部孔通道表面,实现了PVDF微孔膜的永久亲水化。


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