pvdf亲水膜成分

第２８卷第６期　２００８年１２月　膜科学与技术　Ｍ匮Ｍ咀ＲＡＮＥ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｖｌ０１．２８　Ｎｏ．６　Ｄｅｃ．２ｏ０８　文章编号：１００７—８９２４（２００８）０６—００４４—０４　Ｆｅｎｔｏｎ处理下ＰＶＤＦ基体材料改性　及其膜性能研究　杨艳琴，张宏忠，王明花　（郑州轻工业学院河南省表界面科学重点实验室，郑州４５０００２）　摘要：采用了一种新颖的改性（Ｆｅｎｔｏｎ处理）ＰＶＤＦ基体材料的方法，以提高膜的润湿性和　耐污染性，并对改性机理做了探讨．结果表明，经Ｆｅｎｔｏｎ处理后制得的膜亲水性得到了提高，　纯水通量由３４．６　Ｌ／（ｍ２・ｈ）提高到５２．３　Ｌ／（ｍ２・ｈ），膜表面水接触角由７５。降为６２．５。，黏附功　由９１．６４　ｍＮ／ｍ提高到１０６．４２　ｍＮ／ｍ．同时，膜的截留性能也稍有上升，膜的　０由４８．８％　提高到６９．３％；红外图谱进一步表明，经改性后的膜材料内部接上了丙烯酸（ＡＡｃ）单体．　关键词：Ｆｅｎｔｏｎ试剂；聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）；改性；膜　中图分类号：ＴＱ０２８．８　文献标识码：Ａ　聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）材料具有优良的化学稳定　性、耐辐射性、耐热性和抗污染性，已作为一种主要　的微滤和超滤膜材料，成功应用于化工、电子、纺织、　食品、生化、环保、水处理等领域【卜　．但由于ＰｖＤＦ　材料疏水性极强，限制了它在更多领域的推广应用，　尤其是应用于油水分离、蛋白类药物分离等方面时，　极易产生吸附污染，使膜通量下降，降低了膜的使用　寿命．因此，为了改善膜的亲水性　，必须对聚偏氟　乙烯膜进行改性．　目前，对ＰＶＤＦ膜的亲水改性方式主要有物理　改性和化学改性．物理改性主要通过物理共混或表　面涂层的方法改变ＰＶＤＦ膜表面的亲水性；而化学　改性一般先用强酸或强碱处理ＰＶＤＦ膜表面使其　脱氟化氢形成碳碳双键，再进一步氧化或还原引入　羟基、羧基或氨基等极性基团来增加膜表面的亲水　性＿８Ｉ９　Ｊ，但处理后膜拉伸的伸长率有较大幅度的下　降，膜的高弹性能也会受到影响．　Ｆｅｎｔｏｎ试剂的实质ｌ１０　Ｊ是二价铁离子（Ｆｅ２　）和　过氧化氢之间的链反应催化生成羟基自由基．研究　表明，Ｆｅｎｔｏｎ试剂几乎可以氧化所有的有机物．本　文在Ｆｅｎｔｏｎ试剂处理下对ＰＶＤＦ基体材料进行改　性，研究了改性后材料制成的膜性能，并探讨了其改　性机理和模型，试图找到一种更廉价更有效的改性　方法来提高膜的抗污染性能和利用价值．对ＰＶＤＦ　基体材料进行Ｆｅｎｔｏｎ氧化改性，在国内尚未见文献　报道．　１　买验部分　１．１实验原料和主要仪器　聚偏氟乙烯（ＰⅥ）Ｆ），法国阿托菲纳公司；牛血　清白蛋白（ＢＳＡ，Ｍ　＝６７　０００），生化试剂，上海伯奥　生物科技有限公司；硫酸亚铁，莱阳化工实验厂；过　氧化氢（３０％），上海科成精细化工厂；硫酸，开封化　学试剂厂；无水乙醇，山东瑞兴化工有限公司．所有　化学试剂均为分析纯，水为去离子水．　电热鼓风干燥箱，ＤＦ２０６型，北京医疗设备二　厂；分析天平，ＤＴ一１００Ａ，北京光学仪器厂；ＰＭ１Ｉ　型膜性能测试仪，国家海洋局杭州水处理技术开发　中心；ＵＶ一２１００紫外可见分光光度计，尤尼柯（上　海）仪器有限公司；ＪＣ２０００Ｃ１接触角测定仪，上海中　收稿日期：２００７—０４—２６；修改稿收到日期：２００７　０７　０９　基金项目：河南省自然科学基金资助项目（０４１１０５１８００）；郑州轻工业学院青年教师基金项目和博士科研启动基金项目　（２００５ｂｓｊｊ０４）　作者简介：杨艳琴（１９７９一），女，河南省焦作市人，硕士，助教，从事水污染治理及其研究．

知识大杂烩

1.几种常见过滤方式：

微滤：大于等于0.1微米

超滤：大于等于0.01微米

纳滤：大于等于0.0002微米

反渗透：大于等于0.0001微米

2.超滤材质：

PVC：聚氯乙烯

PAN：聚丙烯晴

PVDF：聚偏氟乙烯

PE：亲水膜（聚乙烯）

PES：聚醚砜

PS：聚砜

PP：聚丙烯

3.超滤膜用久后会发臭：

原因：细菌的存在；其他颗粒杂质和大分子物质；死端过滤，杂质不能及时排除

4.PP棉使用一段时间会脆化：取决于膜的制造工艺和稳定性

5.纯水机废水比：

废水比的设置：300CC：300ml/min

25℃，4.2千克水压下：50*3.785/24/60=130ml

回收率：废水/废水+纯水=130/130+300=30%

30/70=1：2.3

废水是用来冲刷、排放被反渗透膜所截留的各种杂质以及无机盐，因此，从理论上说，根据不同水质，应当配备不同水流量的废水比，比如，50GPD纯水机载国内通用废水比有两种型号：300和420.

6.软水机：

工作原理：阳离子交换树脂

软化水量（吨）=树脂装填量（L）*72/当地水质硬度（mg/l）

再生周期=软水水量（吨）/每天的用水量

恢复树脂的交换能力：增大再生周期；增大再生时间

钠离子规定含量超过200mg/l为超标：

CaCO3—钙离子—钠离子

100 46

X 200

则：100/X=46/200

则：X=435mg/l

结论：当原水中硬度超过435mg/l时，就会导致水中钠离子超标

7.硅磷晶：北京市的批件，而非全国卫生批件

主要成分五氧化二磷，建议在150mg/l的地区使用

8.产品常见问题解疑：

RO185系列：

现象 原因

鹅颈龙头不出水 1. 进水电磁阀出现故障；2.杂质堵塞滤芯；3.管道弯头堵塞；4.压力桶压力过低

出水流量变小 1.杂质堵塞滤芯；2.水温过低；3.压力桶压力过低或者球阀关闭；4.增压泵损坏

微孔过滤膜有：混合纤维素滤膜（CA-CN）、格栅膜、硝酸纤维素（CN）、醋酸纤维素（CA）、尼龙（JN）等滤膜，其孔径范围在0.15-5.0微米之间，是精细过滤工序中的必备产品。

一、微孔过滤膜主要特点：

1、亲水性好、适用于PH3-10的液体过滤；

2、孔隙率高：70-80%，孔径分布均匀；

3、薄膜厚度：100-160μm；

4、滤速快、吸附少、无介质脱落；

5、外观呈白色，平整、光滑、无针孔。

二、不同材料微孔滤膜性能和应用一览表

材 质 符 号 主要性能 应 用

混合纤维素 CA-CN ①孔隙率高，截留效果好

②不耐有机溶液和强酸、

强碱溶液

③性价比高。 ①实验室、小生产工艺中除菌、除微粒的过滤

②水体中大肠肝菌群的测定；

③2微米和5微米的滤膜还用于油料过滤。

格栅膜 G/CA-CN 是在超净混纤膜上印上网格，以方便对截留物计数，用于微粒、细菌的检测，作为培养基组成份，均匀准确，是实验室、质检部门进行微生物检测的理想产品。 ①水体中大肠肝菌群的测定；

②医用工业中微生物的检测。

硝酸纤维素 CN 对蛋白等生物大分子吸附力强 ①医学研究及诊断的细菌培养和生物工程

②DNA-RNA杂交实验和检定；

③做液闪测定、放射性示踪物的超净制备

④电泳、微量元素分析等。

醋酸纤维素 CA 对蛋白吸附比较低； ①适用于低分子醇类、油脂类溶液的过滤

②科研中特殊成分的分析测定

尼龙 JN 耐碱性和有机溶液

聚醚砜 PES 通量大、对蛋白吸附力较低 聚偏二氟乙烯 PVDF ①是疏水性膜，不吸潮，易恒重②能反复热压消毒，性能不变③质地薄、流速快④耐化学腐蚀、耐氧化⑤酒精处理后变为亲水膜。 ①醇、酸、烷烃、芳香烃、卤代烃等溶剂除去微粒，提高试剂级别②空气中悬浮微粒的净化和发酵工业中空气除菌，③油类中不溶物的净化和固体微粒的重量分析④非特异性蛋白的分离和提纯⑤水溶液的浓缩，化学物质的分离和回收。

聚四氟乙烯 PTFE 耐酸、碱性强

助　曹孝　料　２Ｏｌ３年第５期（４４）卷　

多元共混ＰＶＤＦ超滤膜的结构和性能研究　

孟晓荣　，张海珍　，黄丹曦。　

（１．西安建筑科技大学理学院，陕西西安７１００５５；２．　

摘　要：　根据铸膜液粘度、凝胶点温度及相转化动力　

学行为，结合ＳＥＭ和ＡＦＭ技术及泡点压力、亲水接　

触角等检测手段，考察了ＰＶＤＦ／ＤＭＡｃ体系中，共混　

添加ＰＶＡ、ＰＭＭＡ、ＰＶＰ及其组合对相转化进程及膜　

结构参数和性能等的影响。结果显示，ＰＶＡ和ＰＭ—　

ＭＡ共混ＰＶＤＦ铸膜液的粘度和凝胶点升高，导致延　

迟分相并减缓了相分离及固化速度，膜内部大孔和海　

绵结构相互贯穿，膜亲水性较好。ＰＶＰ和ＰＭＭＡ共　

混ＰＶＤＦ体系发生瞬时分相，液一液分相与液一固分相　

同时并存，膜内部大孔通透，支撑层致密，分离性能优　

良。ＰＭＭＡ能有效改善三元共混膜表面的粗糙行为。　

关键词：ＰＶＤＦ超滤膜；共混；相转化；膜结构；膜性　

能　

中图分类号：ＴＢ３８３　文献标识码：Ａ　

文章编号：１００１—９７３１（２０１３）０５—０６６０—０５　

１　引　言　

多元共混聚合物溶液体系中，各物质问的相容性　

差异导致铸膜液热力学性质发生变化，决定并影响共　

混体系的相转化成膜过程、膜形貌结构与性能＿】］。聚　

乙烯醇（ＰＶＡ）、聚乙烯吡咯烷酮（ＰＶＰ）和聚甲丙烯酸　

甲酯（ＰＭＭＡ）是３种性质不同的亲水性聚合物材料，　

可作为添加剂用于改善ＰＶＤＦ超滤膜的结构特征和　

性ｆｌｌ￣Ｅ　］。ＰＶＡ良好的成膜性和强亲水特性在改善超　

滤膜蛋白质污染方面的贡献突出ｌ４］。ＰＭＭＡ与ＰＳ、　

ＰＶＤＦ间不确定的相容性质，会造成超滤膜结构与性　

质的丰富变化。而ＰＶＰ共混ＰＶＤＦ超滤膜有致密皮　

层以及指状大孔结构，能较好地改善膜渗透性能　］。　

但相关研究报道中少有涉及多元聚合物共混对ＰＶＤＦ　

超滤膜相转化过程和膜结构的影响分析，本文以沉淀　

相转化法制备ＰＶＰ、ＰＶＡ和ＰＭＭＡ与ＰＶＤＦ／ＤＭＡｃ　

的二元或三元共混改性超滤膜，通过对共混铸膜液粘