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度的提高;采

用不同类型表面活性剂的改性效果优劣顺序为

:非离子型表面活性剂,离子型表

面活性剂

,两性离子表面活性剂。但也发现随过滤时间的延长,表面活性剂逐渐脱

落

,通量下降。

2.2.3 　紫外辐照法
　　辐照激发是在辐射能的作用下使膜的结构发生变化

,分子键断裂,产生一些

亲水性基团

,如羰基、乙烯基等。这些亲水性基团的增加使膜表面的亲水性基团增

多

,通量增多,但截留率和膜强度略有下降。辐照接枝聚合反应是通过 γ 射线、电

子束、紫外线等高能辐射使聚合物分子链产生自由基

,再通过接枝聚合反应的方

法在膜表面得到亲水性基团

,对制备亲水性膜是一种行之有效的方法

[31 ]

 。陆晓峰

等

[32 ]

将

PVDF 干膜经 Co260γ 源辐照,在 PVDF 分子链上产生自由基,苯乙烯基

单体与之聚合接枝到

PVDF 膜上,形成一定长度的支链,再经磺化反应,将苯乙烯

基转化成具有磺酸基团的苯环。试验表明

,提高辐照剂量、延长接枝反应时间,可

提高接枝率。适当提高磺化反应温度和延长磺化反应时间

,可增加膜的交换容量。

改性后的聚偏氟乙烯超滤膜

,截留率提高,污染程度下降,亲水性增强。