生物膜材料的优点,克服其缺点,人们对其进行了大量的改性研究,并开发出一
些新型的高分子膜材料

[24 ]

 。

　　从 20 世纪 80 年代初开始,采用耐热性、耐化学稳定性、耐细菌侵蚀和较好
机械强度的特种工程高分子材料作为膜材料,克服了用纤维素类材料所制膜易
被细菌侵蚀、不适合酸碱清洗液洗、不耐高温和机械强度较差等弱点。在这 20 
多年中,先后出现了聚砜( PSF) 、聚丙烯腈( PAN) 、聚偏氟乙烯(PVDF) 、聚醚酮
( PEK) 、聚醚砜( PES) 等多种特种工程高分子材料,这些材料的出现使得膜的
品种和应用范围大大增加

[25 ]

 。有机膜虽然耐高温、耐酸碱、耐细菌腐蚀,但制出

的膜针孔很多,不易制出截留分子量小、透水速度高的膜产品,且由于特种工程
高分子材料具有较强的疏水性,用这些材料制成的膜表面亲水性差,在实际使用
中,由于被分离物质在疏水表面产生吸附等原因,易造成膜污染,其后果是带来
膜通量明显下降、膜使用寿命缩短、生产成本增加等一系列问题,成为膜技术进
一步推广应用的阻碍

[26 ]

 。因此,若要保持特种工程高分子材料耐热性、耐化学

稳定性、耐细菌侵蚀和较高的机械强度等优点,又要克服其疏水、易造成膜污染
的缺点,就必须对膜材料进行改性

[23 ,27 ]

 。高分子分离膜材料的亲水改性主要有

化学改性和物理改性两种方法:化学改性可以通过膜材料化学改性和膜表面化
学改性来实现;物理改性即高分子膜材料的物理共混,也可以改善膜材料的亲水
性能。膜的改性,增大膜的透水量,尤其是在膜表面引入亲水性基团是解决问题
的关键。提高膜的亲水性,则膜的透水量变大,但亲水性过高后,膜不仅易溶解,而
且会失去机械强度。因此,巧妙地平衡膜的亲水性和疏水性,是制作膜的
关键

[18 ]

 。近年来研究的高分子膜的改性方法有等离子体改性法、表面活性剂改

性法、紫外辐照法、高分子合金法和表面化学反应法等。
2.2.1 　等离子体法
　　等离子体改性的原理是:

 

利用离子体中富集的 各种活性粒子,如离子、电子、

自由基、激发态原子或分子等轰击高分子材料的表面,使表面形成活性自由基,
利用活性自由基引发功能性单体使之在表面聚合或接枝到表面。利用等离子体
处理疏水性较强的膜材料,可以提高膜表面的能量,同时也可方便地使膜表面带
上羰基、羟基等极性基团,以增强膜表面的极性而对材料本体损伤较小

[27 ]

 。与

其他改性方法相比,等离子体技术有其独特的优点:具有较高的能量密度;能够
产生活性成分,从而可快速、高效地引发通常条件下不能或难以实现的物理化学
变化;能赋予改性层表面各种优异性能;改性层的厚度极薄(几纳米到数百纳米) ;
基体的整体性质不变;不产生大量副产品和废料, 无环境污染等

[28 ]

 。邢丹敏

[29 ]

用氧等离子体照射改性聚氯乙烯( PVC) 超滤膜,PVC 经过等离子体处理以后,

—

膜表面生成的含氧基团主要是 COOH 及含羰基化合物( —COO —) ,表面接
触角明显减小,入射功率为 30 W ,处理时间为 115 min ,预抽气压为 1133 
Pa ,工作气压为 26166 Pa 时,膜的截留特性保持不变,纯水通量可增加 10 倍。
2.2.2 　表面活性剂法
　　表面活性剂在膜表面的吸附改性,是利用表面活性剂的极性或亲媒性显著
不同的官能团在溶液与膜的界面上形成选择性定向吸附,使界面的状态或性质
发生显著变化,从而达到改性目的。表面活性剂具有带电特性,不仅可提供亲水
性的膜表面,而且表面活性剂在膜表面的吸附会增大膜的初始通量,同时降低使
用过程中通量的衰减和蛋白质在膜表面的吸附。陆晓峰等人

[30 ]

在研究中分别

选用了非离子型、阴离子型和两性离子的表面活性剂对聚砜超滤膜进行改性,结
果表明: 用表面活性剂对膜改性后,膜亲水性增强,通量都比未改性膜有不同程