聚合物多孔膜的亲水化改性

等离子体引发HEMA的RAFT接枝聚合改性聚丙烯多孔膜黄杰;汪思孝;黄健;王晓琳【摘要】采用等离子体引发的可逆加成-断裂链转移(RAFT)接枝聚合法,以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为单体,对聚丙烯(PP)多孔膜表面作了亲水改性.研究了接枝聚合动力学,并以FT-IR、SEM、压汞、水通量等方法研究了改性膜的表面结构形态及孔结构.结果表明,等离子体引发的RAFT接枝聚合速率显著低于普通等离子体引发的接枝聚合速率.表面接枝率随着接枝聚合时间的延长呈线性增长趋势,同时改性膜的孔径和水通量随之减小.【期刊名称】《功能高分子学报》【年(卷),期】2013(026)002【总页数】5页(P151-155)【关键词】RAFT接枝聚合;等离子体引发;多孔膜;孔径控制【作者】黄杰;汪思孝;黄健;王晓琳【作者单位】南京工业大学材料科学与工程学院,南京210009;南京工业大学材料科学与工程学院,南京210009;南京工业大学材料科学与工程学院,南京210009;清华大学化学工程系,北京100084【正文语种】中文【中图分类】O63可逆加成－断裂链转移（RAFT）自由基聚合属于可控－活性聚合。

在聚合过程中（图1）［1］，增长链自由基（Pm·）与自由基中间体（Pm－（X·）－Pn）间建立了快速的可逆加成－断裂链转移反应，可有效抑制自由基的双基终止，使单体均匀地链增长，得到窄分子量分布（PDI）的聚合物［2］。

适合RAFT可控－活性自由基聚合的单体多，聚合工艺简单，可采用普通自由基聚合方法，如本体、溶液、悬浮、乳液等方法实现聚合［1，3］。

等离子体表面改性技术包括等离子体表面处理、等离子体表面聚合、等离子体引发的表面接枝聚合等，现已成为聚合物多孔膜表面的重要改性方法［4］。

虽然等离子体引发聚合存在活性种寿命长、溶剂效应强烈、单体选择性显著等普通自由基聚合机理所不能解释的现象［5］，但一般仍认为等离子体引发产生的活性种属自由基结构［6］。

原子转移自由基聚合与高分子膜亲水化/功能化构造3易　砖,徐又一,朱利平,董汉棒,朱宝库(浙江大学材料与化学工程学院高分子科学研究所,教育部水处理中心,浙江杭州310027)摘　要:　原子转移自由基聚合(A TRP)对膜的亲水化/功能化改性包括对膜基体材料的共聚改性和对膜的表面改性。

膜基体材料的改性最多见于PVDF为主链的两亲性聚合物。

A TRP对膜的表面改性尤其是膜的表面引发方法,可实现将不同功能性单体接枝到聚合物膜表面,得到了抗污染能力强,生物相容性好,开关响应迅速等多种功能性表面层。

直接的表面引发改性是一种高效,灵活的表面修饰/功能化方法,也是目前应用最广泛的改性技术。

关键词:　原子转移自由基聚合;表面引发;改性;功能化中图分类号:　TQ174文献标识码:A 文章编号:100129731(2009)022*******1　引　言原子转移自由基聚合(ato m t ransfer radical poly2 merization,简称A TRP),是Matyjaszewsk[1～3]和王锦山在1995年提出的一种新的活性/可控自由基聚合方法。

相对其它活性聚合,如:阴离子聚合(ionic poly2 merization),可逆加成裂解转移聚合(reversible addi2 tion f ragmentation t ransfer polymerization,简称RA F T),稳态自由基聚合(stable free radical polymer2 izatio n,简称SFRP)等,原子转移自由基聚合(A TRP)因适用于多种端基/官能团单体的聚合,能实现对分子结构的设计而引起广泛关注。

文献中报道采用A TRP 法合成了具有拓扑结构如嵌段[4],星形[5],梳形[6],和超支化聚合物[7,8]。

具有这些结构和性质的聚合物其运用领域涉及药物控制释放,组织工程等[9]。

与此同时,在合成功能性聚合物中,亲水性/两亲性聚合物因为本体的亲水性而使其在水处理材料如离子交换树脂,选择性高分子分离膜等领域的应用受到启发。

表面亲水化处理方法一、引言表面亲水化处理是一种常见的表面改性技术，通过在材料表面引入亲水基团，从而增加其表面能和亲水性，提高其润湿性和附着力。

本文将介绍表面亲水化处理的方法及其应用。

二、物理方法1.等离子体处理等离子体处理是一种常见的表面改性技术，可使材料表面形成一层致密且均匀的氧化物层，并引入大量亲水基团。

该方法适用于各种材料的表面改性，如金属、聚合物、陶瓷等。

2.紫外线照射紫外线照射可使材料表面形成一层氧化膜，并引入大量羟基或羧基等亲水基团。

该方法适用于聚合物及其复合材料的表面改性。

三、化学方法1.酸碱处理酸碱处理是一种常见的化学方法，通过将材料浸泡在酸或碱溶液中，使其表面发生化学反应，并引入大量亲水基团。

该方法适用于金属及其复合材料的表面改性。

2.溶剂处理溶剂处理是一种常见的化学方法，通过将材料浸泡在有机溶剂中，使其表面发生化学反应，并引入大量亲水基团。

该方法适用于聚合物及其复合材料的表面改性。

四、生物方法1.酶法处理酶法处理是一种常见的生物方法，通过将材料浸泡在含有特定酶类的溶液中，使其表面发生生物反应，并引入大量亲水基团。

该方法适用于蛋白质及其复合材料的表面改性。

2.微生物法处理微生物法处理是一种常见的生物方法，通过将材料浸泡在含有特定微生物的溶液中，使其表面发生微生物反应，并引入大量亲水基团。

该方法适用于蛋白质及其复合材料的表面改性。

五、应用表面亲水化处理可广泛应用于各种领域，如涂层、纳米技术、医学等。

例如，在医学领域中，可将药品包裹在亲水化改性后的纳米粒子中，从而提高药品在体内的吸收率和疗效。

六、结论表面亲水化处理是一种常见的表面改性技术，可通过物理、化学和生物方法引入大量亲水基团，从而提高材料的润湿性和附着力，并广泛应用于各种领域。

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高性能氟塑脂涂料在灯泡行业中的应用由于室内的高瓦数灯泡温度非常高，常因忽然吹至冷风或从天而降的雪引至爆裂，玻璃四溅，伤及行人。

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因此，经高性能氟塑脂涂料处理的灯泡，是优质生活的必须品。

—文章摘自网络聚四氟乙烯膜的亲水化改性研究进展聚四氟乙烯(PTFE)是综合性能非常优良的塑料，具有优良的化学稳定性，能耐热、耐寒和耐化学腐蚀性，同时，它还具有优良的电绝缘性、低的表面张力和摩擦系数、不燃性、耐大气老化性和高低温适应性能，并且具有较高的力学性能，广泛应用于航空航天、石油化工、机械、电子电器、建筑、纺织等诸多领域。

但是这种极强的非极性使PTFE的疏水性很强，从而极大限制了其在医疗、卫生等工业领域的应用。

随着PTFE膜应用范围的不断扩大，国内外研究人员围绕PTFE 膜的表面改性已进行了大量研究，包括等离子体处理、功能单体聚合、化学处理和溅涂等。

这些处理方法都能有效提高其黏结性和湿润性，增加表面能。

1 PTFE疏水性强的原因PTFE的水接触角高达120°，也就是其润湿程度很差。

从表面特征来看，主要有3方面的原因。

1.1化学键能高PTFE是以碳原子链为骨架，链周围被氟原子包围的结构。

由极强C-F键(键能为485.3kJ/mol，约50eV)和被原子所强化的C-C键(键能为345.6kJ/mol，约3.5eV)组成的一种线形高分子，具有完全对称结构。

聚合物的改性方法
聚合物的改性方法有很多种，常见的改性方法包括物理改性和化学改性。

物理改性方法主要包括以下几种：
1. 混合改性：将两种或多种聚合物混合并加热或者进行机械混合，以改变聚合物的物理性质，如增加韧性、改善加工性能等。

2. 加填料改性：向聚合物中加入填料（如纤维、颗粒等）以增强其力学性能，如增加强度、刚度等。

3. 拉伸改性：通过拉伸、冷拉伸等方式对聚合物进行物理拉伸改性，可使聚合物的结晶度增加，从而改善其力学性能。

4. 放射线改性：通过辐射（如γ射线、电子束）照射聚合物，使其分子链断裂或交联，从而改变其性能。

化学改性方法主要包括以下几种：
1. 共聚改性：通过将两种或多种不同单体反应聚合，得到共聚物来改变聚合物的性能，如共聚物可以提高聚合物的强度、耐热性等。

2. 交联改性：通过交联剂对聚合物进行交联反应，使聚合物分子之间发生交联，从而增加聚合物的热稳定性、耐化学腐蚀性等。

3. 功能改性：向聚合物中引入具有特殊功能的化学基团，如引入亲水基团可以增加聚合物的亲水性，引入光敏基团可以实现光响应性等。

4. 化学修饰：通过对聚合物表面进行化学修饰，如引入活性基团、磁性粒子等，以改变聚合物表面的性质，如增加亲附性、增强稳定性等。

不同的改性方法适用于不同的聚合物和需求，通过合理选择和组合这些改性方法，可以获得特定性能的改性聚合物。

聚偏氟乙烯分离膜的亲水改性摘要聚偏氟乙烯(PVDF)以其良好的化学稳定性、抗污染性以及耐热耐辐射性被广泛地应用于膜分离领域，其超滤和微滤膜已成功地应用于化工、食品和水处理等领域，在20世纪80年代中期美国的Millipore公司首先开发了PVDF“Durepore”微孔膜并推向了市场，美国、日本等已经将PVDF膜的商品组件应用于食品、医药和水处理领域，在我国，近年来才开始将PVDF膜用于膜蒸馏、气体净化、酒类过滤方面的研究，制备出了PVDF平板膜、平板微孔膜和中空纤维微孔膜，但由于PVDF膜的疏水性，应用在油水分离、蛋白类药物分离时容易产生吸附污染，膜的通量有所下降，使得其应用受到了限制，目前对于PVDF膜应当在原有基础上，努力开发出高性能的、小孔径的亲水性超滤膜，并对其进行改性研究，提高PVDF膜的性能和抗污染的能力。

第1章绪论 (1)1.1 功能高分子膜材料简介 (1)第2章聚偏氟乙烯 (4)2.1 高分子分离膜材料 (4)2.1.1聚偏氟乙烯概述 (4)2.2 高分子膜的制备 (6)2.1.1熔融拉伸法 (6)2.2.2相转化法 (6)2.2.3非溶剂致相分离法 (8)第3章聚偏氟乙烯的改性研究 (11)3.1 基体改性 (11)3.1.1共混改性 (11)3.1.2共聚改性 (13)3.2 表面改性 (14)3.2.1膜表面化学改性 (14)3.2.2膜表面辐照接枝改性 (15)3.3 膜表面等离子体改性 (16)总结 (18)参考文献 (19)第1章绪论1.1功能高分子膜材料简介膜技术是自20世纪中期发展起来的新兴技术，是化工、材料、生物、环境等学科领域交叉发展的产物，主要应用于水处理领域。

与常规水处理技术比较，膜技术的优良性能主要体现在以下几个方面：充分去除原水的色度、异味、以及其中所含的微生物和其他一些毒害物质，从而可以保障水质的可靠性；处理过程中不需要添加其他药剂，有效防止了二次污染的发生；设备紧凑，使用空间小并且易于控制。