PVDF膜的親水改性研究

郭艷芬　王家彩　宋明川　崔勝霞　朱文姝　劉曉霞

[摘要]膜技術(shù)近幾十年飛速發(fā)展，但困擾膜使用壽命的一個(gè)重要因素就是膜污染。有效控制膜污染成為現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)，而改善膜的親水性是減少膜污染行之有效的方法。本文通過共混改性的方法，將表面活性劑及聚乙烯吡咯烷酮（PVP）加入到鑄膜液中，成功提高聚偏氟乙烯（PVDF）超濾膜的親水性能。

[關(guān)鍵詞]PVDF膜；親水改性；研究

1前言：

常用于超濾的膜材料大多是疏水性的，如PVDF等。它們具有良好的熱穩(wěn)定性及耐化學(xué)腐蝕性。然而疏水性膜的缺點(diǎn)就是在使用過程中易發(fā)生溶質(zhì)吸附和孔堵塞，即膜污染，使得通量下降，使用壽命降低。膜清洗技術(shù)及運(yùn)行過程中的過程控制對(duì)減少膜污染方面有重要作用。但依舊難以防治聚合物材料本身性質(zhì)導(dǎo)致污染問題。因此，要從根本上防治膜污染必須對(duì)材料進(jìn)行改性。

本文采用共混改性的方法，在不降低PVDF超濾膜韌性及機(jī)械強(qiáng)度的前提下，加入親水性成分，以改善PVDF超濾膜的親水性。

2實(shí)驗(yàn)部分：

2.1實(shí)驗(yàn)材料

PVDF為工業(yè)品，產(chǎn)自比利時(shí)Solvey公司；N，N-二甲基甲酰胺，工業(yè)純，產(chǎn)自巴斯夫；PVP為分析純，產(chǎn)自廣州秦天化工；烷基糖苷APG，工業(yè)純，產(chǎn)自南京卡尼爾。

2.2實(shí)驗(yàn)方法

將一定比例的PVDF樹脂、PVP、APG及致孔劑加入到DMF中，在一定溫度下攪拌10小時(shí)，靜止負(fù)壓脫泡。采用浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制備中空纖維膜。

3.結(jié)果與討論

3.1水接觸角測(cè)試結(jié)果

如圖3.1、3.2所示，改性前的PVDF中空纖維超濾膜水接觸角比較大，在75°左右，而改性后的PVDF中空纖維超濾膜水接觸角明顯變小，在15°左右，這表明PVDF中空纖維膜的親水性得到非常顯著的改善。

3.2水處理應(yīng)用過程水通量監(jiān)測(cè)結(jié)果

圖3.3為改性前后PVDF中空纖維膜在污水處理中的水通量運(yùn)行圖。從圖中可以看到，改性后的中空纖維膜運(yùn)行水通量絕對(duì)值明顯高于未改性前的中空纖維膜。改性后的PVDF膜的普遍臨界水通量可達(dá)到30-80L/m²h，長(zhǎng)期污水運(yùn)行通量一般為18L/m²h。而親水改性前的PVDF膜的臨界水通量為10-50L/m²h，長(zhǎng)期污水運(yùn)行通量一般為11L/m²h。由此可以看出，對(duì)PVDF膜的親水改性效果非常好。

4.結(jié)論

本文通過共混改性的方法，將表面活性劑及聚乙烯吡咯烷酮加入到PVDF鑄膜液中，通過浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法，制備PVDF中空纖維超濾膜，成功提高了PVDF超濾膜的親水性能。