凝固浴温度对PVDF-g-PNIPAAm温度敏感膜成膜过程与性能的影响.pdfVIP

V01．32 高等学校化学学报 No．6 2011年6月 CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES 1424～1430 敏感膜成膜过程与性能的影响 冯 霞，郭艳芬，赵义平，李建新，陈 熙，贺晓凌，陈 莉 (天津工业大学材料科学与工程学院，中空纤维膜材料与膜过程省部共建国家重点实验室培育基地，天津300160) 用浸没沉淀相转化法制备了PVDF-g·PNIPAAm共聚膜．采用超声时域反射法研究了不同凝固浴温度下 PVDF．g．PNIPAAm的成膜动力学，并研究了凝固浴温度对膜结构与性能的影响．结果表明，在不同凝固浴温 度下，PVDF．g．PNIPAAm的成膜过程均由液液分相来控制，凝固浴温度为30℃时成膜时间最长，40℃时成 膜时间最短；不同凝固浴温度下制备的PVDF—g-PNIPAAm共聚膜保持了PVDF的结晶特性，随着凝固浴温 PNIPAAm膜表面的含量更高，其中，30℃时成膜表面的NIPAAm含量最高．不同凝固浴温度下形成的膜均 的温度响应性能，其水通量在30℃附近有显著增加． 关键词聚偏氟乙烯．g一聚(Ⅳ．异丙基丙烯酰胺)；成膜动力学；超声时域反射；膜；凝固浴温度 文献标识码A 中图分类号0631；TQ316．3 近年来，对外界刺激(光、电、pH、温度及离子强度等)产生响应的智能膜成为膜领域的研究热 点【1“J．其中，对于环境温度产生响应的温度敏感膜的研究最为广泛．Ⅳ一异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)是 一种典型的温度敏感材料，其在低临界溶解温度(LCST)以下时表现出亲水特性，在LCST以上表现出 疏水特性，因而被广泛用于温度敏感膜的制备”’6J．其中，以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体的温度敏感膜 的研究较为广泛oL8I．然而，大多数智能膜的报道主要集中在其制备及响应性能方面，对成膜过程及成 膜机理研究很少．实际上，不同的成膜过程和成膜机理会产生不同的结构形态，进而影响膜的最终性 能．因而探讨成膜机理和成膜过程，对有效调控膜的结构和性能具有十分重要的意义．在诸多影响成 膜过程及成膜机理的因素中，聚合物的浓度、溶剂、凝固浴的组成和温度及添加剂等是影响成膜过程 的主要参数一J．对于具有温度响应的智能膜来说，凝固浴的温度不仅影响溶剂和非溶剂之间的交换速 度，还影响到PNIPAAm的亲疏水性能，进而影响其成膜过程及膜的最终性能，因此，研究凝固浴的温 度对其成膜过程的影响十分必要． 控智能膜的结构和响应性能提供了科学依据． 1 实验部分 1．1试剂与仪器 收稿日期：2010-06-30． 项目(批准号：2007AA032533)和天津市应用基础研究项目(批准号：lOJCzDJc22000)资助． 联系人简介：陈莉，女，博士，教授，博士生导师，主要从事智能高分子材料研究．E—mail：tjpuehelis@163．tY．Olltl 万方数据 PNIPAAm{＆#感腱成Ⅸn《自＆《∞影自 日霞等＆目*t#PVDF_g 的方泣提纯；偶氨二异丁脐(AIBN)山上海试列裤维化c有限公刊提供．使片j前通过萤结晶方法提纯； N．N一一甲基甲酰胺(DMF)由天津市科密欧化学试剂有限公司提供 Avance300 5(158IR型脉冲接收仪、Agilent Advance型x射线衍射仪(XRD)；Genfsis60S型x射线光电子能谱(XPS)；Quanta200型扫描电子显 微镜(SEM)：弘板膜通鞋删试仪为自制 1 2 PVDF-g-ph”IPAAm共聚物的台成及表征 5mol／l—KOH J方沾进行将PVDF粉末加人到2 PVDF-g-PNIPAAm共聚物的合成参照文献[11．12 溶渡中，连续搅拌10min后过滤，用蒸馏水多次清洗．过滤后烘T将雁量分数为15％的碱处理后的