PMIA_PDAPs复合超滤膜的制备与性能研究

合成纤维工业,2919,22(4)：24CHINASYNTHETINFINERINDUSTRY研究与开发PMIA/PDAPs复合超滤膜的制备与性能研究闫国航，胡祖明**,于俊荣，王彦，诸静收稿日期收稿日期：295W2W7；修改稿收到日期修改稿收到日期：295应6W3。作者简介作者简介：闫国航(1995—),男，硕士研究生，主要从事芳香族聚酰胺膜及纤维材料相关研究。E-maii：13292899179@165.com。*通信联系人。E-mail：hzm@dhu.eCu.cc。(东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室，上海221920)摘要摘要：以聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)为制膜原料，以氧化自聚合法制备的聚多巴胺纳米粒子(PDAPs)作为改性剂添加到PMIA铸膜液中，通过相分离法制备PMIAPDAPs复合复合j滤膜,研究了PDAPs含量对复合膜的形貌、结构及性能的影响。结果表明:PDAPs粒径集中分布在389~45nm,当PDAPs质量分数小于等于9.2%时,PDAPs在PMIN基体中的分散性较好，并且在清洗后依然保留在膜体中；随着PDAPs含量的增加，复合膜的水接触角先下降后升高,水通量先升高后下降，牛血清蛋白(BSA)截留率下降,可逆通量恢复率则不断提高;与纯PMIN膜相比，当PDAPs质量分数为9.2%时，复合膜的水接触角下降了11%，水通量由原来的337.2Ldm5-h)提高到45.4L/(m5•h),对BSA蛋白质分子的截留率由87%降低至63%，可逆通量恢复率由72.6%提高到64.6%，复合膜表现出良好的亲水性和抗污性能。关键词关键词：聚间苯二甲酰间苯二胺聚多巴胺复合j滤膜亲水性抗污性能中图分类号中图分类号：TQ342J72文献标识码文献标识码：A文章编号文章编号：591应942(2919)94应92应6作为二十一世纪的高新技术之一，膜分离技术已经渗入到化工、医药、食品及污水处理等多个领域，对人类的生产生活产生了越来越深的影响U-5。聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIN)是一种应用广泛的聚合物材料,具有优异的热稳定性、耐辐射性和化学稳定性。相较于PMIN纤维，目前关于PMIN膜的研究还较少，但是已经有越来越多的人注意到PMIN在膜材料领域的巨大潜力W-7。高元元等7］采用经十六烷基三甲基/化鞍有机改性的钠基蒙脱土(Na-BMMT)对PMIN进行改性，当Na-OMMT质量分数为1.5%时,PMIA/NaOMMT复合薄膜的电压击穿强度为56.25kV/mm,比纯PMIN膜提高了26.73%,表面电阻率为1.05xW5Q,体积电阻率为7.86x515Q-cm,均比纯PMIN膜显著增强。LINCE等7］以PMIN铸膜液制备出5~10nm等多种孔径分布范围的超滤膜，这种超滤膜在保持高截留率的同时,水通量突破了理论traPc-off极限。PMIN膜的优异性能对于拓宽PMIN的应用范围并解决日益严重的环境污染问题具有重要的实际意义。基于贻贝仿生的聚多巴胺(PDA)是近年来发展出的一种多功能聚合物。PDA富含亲水性基团氨基(一NH)和；基(—COOH)使其在各种介质表面具有优异的黏附性能和优良的亲水性70］。目前为止,PDA在水分离膜领域的应用主要是将其作为表面涂层直接沉积粘附在膜的表面，但是在实际使用过程中会产生膜孔堵塞和涂层脱落等问题，急需找到PDA在分离膜领域新的使用方法79-4］。ZHOUZ等75］采用氧化自聚合制备的载银(Ag)的PDA纳米粒子作为改性粒子加入到聚b(PSF)铸膜液中,制备出改性PSF复合膜，改性后的分离膜的水通量提高了2.9倍左右，且不易脱落。作者以PMIN为主要制膜原料，以自制的氧化自聚合聚多巴胺纳米粒子(PDAPs)作为改性剂添加到PMIN铸膜液中,通过相分离法制备出一系列高效的PMIN/PDAPs复合超滤膜，并研究了PDAPs含量对膜的形貌结构和性能的影响。1实验实验1.3原料与试剂原料与试剂PMIN浆液:含固质量分数为13.5%，使用时用溶剂稀释至所需的固含量,圣欧芳纶(江苏)股份有限公司产；N,N二甲基乙酰胺(DMAc)：分析纯，使用前用分子筛除水干燥7d以上,上海凌峰化学试剂有限公司产;多巴胺盐酸盐:分析纯,上海百灵威科技有限公司产；氨水(质量分数第4期闫国航等3PMIA/PDAPs复合超滤膜的制备与性能研究225%~28%)、乙醇:分析纯，国药集团化学试剂有限公司产;牛血清蛋白(BSA):分析纯,重均相对分子质量(为67000,国药集团化学试剂有限公司产;去离子水:东华大学提供。1-0实验方法实验方法1.2.9PDAPs的制备的制备根据文献：14］报道，采用氧化自聚合的方法制备PDAPso具体的操作方法为:将44mL乙醇、84mL去离子水和0.6mL氨水在25C下搅拌0.9h,