UV辐照接枝聚合制备亲水性纳滤膜

2006年第64卷化学学报Vol.64,2006第19期,2027～2032ACTACHIMICASINICANo.19,2027～2032*E-mail:zhping@fudan.edu.cnReceivedNovember19,2005;revisedApril26,2006;acceptedJune23,2006.国家973基础研究(No.2003CB615702)和国家自然科学基金(No.20374014)资助项目.·研究论文·UV辐照接枝聚合制备亲水性纳滤膜佘振殷冠南平郑骅*(教育部聚合物分子工程重点实验室复旦大学高分子科学系上海200433)摘要摘要用紫外光引发自由基共聚接枝的方法对酚酞基聚芳醚酮(PEK-C)超滤膜表面进行改性制备了亲水性荷电纳滤膜.研究了用不同单体接枝改性膜对盐溶液的截留性能,证明了Donnan电荷效应对纳滤膜分离性能的影响.在此基础上,通过丙烯酸(AA)与对苯乙烯磺酸钠(SSS)的共聚接枝,并改变它们在接枝液中的相对含量,成功地制备出膜的表观截留率和渗透通量都较高的纳滤膜.关键词关键词UV接枝;酚酞基聚芳醚酮;表面荷电纳滤膜;对苯乙烯磺酸钠;丙烯酸PreparationofHydrophilicChargedNanofiltrationMembranebyUVIrradiationGraftPolymerizationSHE,ZhenYIN,Guan-NanPING,Zheng-Hua*(KeyLaboratoryofMolecularEngineeringofPolymers,MinistryofEducation,DepartmentofMacromoleculeScience,FudanUniversity,Shanghai200433)AbstractAnovelhydrophilicchargednanofiltrationmembranewaspreparedviaUVirradiationgraftpo-lymerizationonthepolyetherketone-cadro(PEK-C)ultrafiltrationmembrane.TheinfluenceofgraftingmonomernatureonthesaltrejectionofthemembraneshowedtheeffectofDonnaninteractiononthemem-braneperformancesinnanofiltration.Basedonthisphenomenon,graftcopolymerizationwithsodiumstyre-nesulfate(SSS)andacrylicacid(AA)hasbeenappliedtothemodificationofPEK-Cmembranes.Byad-justingthemolarratioofthemonomersananofiltrationmembranewithhigherperformancehasbeenob-tained.KeywordsUVirradiation;polyetherketone-cadro;surfacechargednanofiltrationmembrane;sodiumstyrenesulfonate;acrylicacid纳滤膜(Nanofiltrationmembrane,NFM)具有操作压力低、渗透通量大、运行成本低,对高价盐离子和分子量高于300的有机物有很高截留等优点,成为近年来在国内外发展很快的膜技术[1～3].具有超薄分离层的纳滤膜常采用界面缩聚[4,5]或相转变的方法[6]来制备.近年来随着纳滤技术在水处理、制药、食品等行业中的大量应用,对亲水性纳滤膜的需求大大提高.然而,具有商业应用价值的亲水性纳滤膜品种却极为鲜见.为此,新的制膜技术和表面亲水改性方法成为纳滤膜研制的热点.其中,用紫外辐照的方法,在超滤膜表面接枝亲水性单体,制备具有纳滤分离性能的膜是一种具有潜在应用价值的尝试.由于用这种方法制备的亲水性纳滤膜只改变膜的表面性质,而不会改变基体膜的性质,这样制成的亲水性纳滤膜在水中仍有很好的稳定性.在前期的工作中[7,8],我们通过对酚酞基聚芳醚酮(polyetherketone-cadro,PEK-C)超滤膜表面接枝丙烯酸(acrylicacid,AA)制备了对二价盐离子有很好截留作用的纳滤膜.但是,AA接枝改性纳滤膜的接枝层厚度较2028化学学报Vol.64,2006大,通量一般较低,为了克服这一弊端,有效地提高纳滤膜的性能,在本文中,我们研究了接枝单体的性质对纳滤膜性能的影响,以进一步认识影响纳滤膜性能的主要因素.在此基础上,我们采用丙烯酸与对苯乙烯磺酸钠(sodium