聚丙烯微孔膜的表面親水化及其抗污染性能研究.pdf

1、聚丙烯微孔膜具有穩(wěn)定性好、膜孔易調(diào)以及成本低廉等優(yōu)點，是一類被廣泛應用且潛力巨大的高分子分離膜材料。然而，與生俱來的高疏水性制約了它在水性介質(zhì)中的分離效率，且容易引發(fā)由疏水相互作用介導的膜污染。所以，提高聚丙烯微孔膜的表面親水性并改善其抗污染性能具有重要科學意義和實用價值。本論文建立了一系列聚丙烯微孔膜表面親水化方法，構建了具有抗蛋白質(zhì)吸附、抗細菌粘附或抗菌性能的多層次抗污染表面，并在此基礎上對抗菌機理進行了深入探索。具體研究工作主要圍

2、繞以下幾方面展開：
　　 組合大氣壓介質(zhì)阻擋放電等離子體預處理和聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)或聚乙烯亞胺與對二氯芐的界面交聯(lián)對聚丙烯微孔膜表面進行了親水化改性，并采用FESEM、FT-IR/ATR、XPS以及水接觸角和水通量測試進行了詳細的表征。研究證實，膜表面形成了交聯(lián)穩(wěn)定的季銨化改性層，膜表面親水性得到大幅提高。蛋白質(zhì)動態(tài)過濾結果表明該親水化改性膜對正電性蛋白質(zhì)的吸附具有阻抗能力，但同時促進負電性蛋白質(zhì)吸附，由此

3、顯示出選擇性的抗蛋白質(zhì)污染性能。
　　 為繼續(xù)提高抗污染性能，采用物理包埋和共價鍵合法固定二苯甲酮，成功實現(xiàn)了磺酸甜菜堿兩性離子(SBMA)在聚丙烯微孔膜表面的紫外光誘導接枝。水接觸角、水通量以及抗污染性能測試結果證實，SBMA改性膜具有極高的表面親水性，對牛血清白蛋白和溶菌酶吸附阻抗顯著，且能夠完全抑制大腸桿菌、熒光假單胞菌和金黃色葡萄球菌的粘附。
　　 借助紫外光誘導接枝DMAEMA和季銨化或季銨化-交聯(lián)反應，為聚丙

4、烯微孔膜構建了基于聚陽離子改性的抗菌表面，利用多種手段進行了表面表征，測試了其抗菌性能，并在此基礎上探討了表面固定聚陽離子的抗菌機理。發(fā)現(xiàn)未經(jīng)交聯(lián)的聚陽離子對E coli和S. aureus都具有較強的抗菌性能，且隨表面正電荷密度提高或接觸時間的延長而增強；然而，一旦交聯(lián)則抗菌性能喪失，提高電荷密度和延長接觸時間均無助于其恢復。
　　 選用DMAEMA與甲基丙烯酸烷基酯的共聚物制備了具有超高表面正電荷密度的靜電紡絲超細纖維膜，以