聚环氧乙烷_PEO_壳聚糖_CS_共混膜的醇_水渗透蒸发性能研究
聚环氧乙烷聚合物固态电解质的现状及改性策略
聚环氧乙烷聚合物固态电解质的现状及改性策略
王青磊;王涵;马静;上官跃伟;颜文超;上官雪慧;李法强
【期刊名称】《高分子材料科学与工程》
【年(卷),期】2022(38)4
【摘要】锂二次电池普遍采用有机碳酸酯液态电解质,存在易泄露、易燃烧、甚至爆炸等安全隐患;聚合物固态电解质能够有效克服传统液态电解质的缺陷,同时具有质量轻、可加工性好、与电极界面兼容性好等优点,在固态锂电池领域具有十分重要的应用前景。
聚环氧乙烷(PEO)固态电解质是研究最早、应用最广泛的聚合物固态电解质体系。
文中综述了目前PEO聚合物固态电解质的现状,重点从离子电导率改性、电化学窗口改性、力学强度改性和阻燃性能改性4个方面介绍了其改性策略;最后,展望了PEO聚合物固态电解质的发展趋势。
【总页数】9页(P165-173)
【作者】王青磊;王涵;马静;上官跃伟;颜文超;上官雪慧;李法强
【作者单位】临沂大学材料科学与工程学院;临沂泓润环境检测有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM912
【相关文献】
1.聚环氧乙烷复合聚合物电解质/惰性电极交流阻抗谱的研究
2.含烷氧磺酸锂盐及对称星形醚的聚环氧乙烷基聚合物电解质的制备及电化学性能
3.PAN-POSS接枝共聚物改性聚环氧乙烷/离子液体凝胶电解质的制备及性能
4.全固态钠离子电池用
聚氧化乙烯基固态聚合物电解质研究进展5.DOPO-KH560改性聚氧化乙烯聚合物固态电解质的制备及性能
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壳聚糖聚乙烯醇静电纺丝纤维膜吸附性能研究
壳聚糖/聚乙烯醇静电纺丝纤维膜吸附性能研究作者:徐红梅来源:《中国化工贸易·上旬刊》2019年第03期摘要:使用由电镀壳聚糖(CS)/聚乙烯醇(PVA)制成的纳米纤维膜作为吸附剂,检测反应时间,甲基橙的初始质量浓度,膜吸附剂的剂量和氢离子浓度指数,以吸附甲基橙。
利用吸附动力学和朗缪尔吸附等温线研究了染料的作用及其吸附机理。
结果表明,当氢离子浓度指数在5~9之间时,甲基橙的初始浓度为100mg/L,吸附剂用量为30mg,反应时间为60~120min,吸附效果最佳,达到吸附平衡。
它是。
时间为3h,壳聚糖(CS)和聚乙烯醇(PVA)膜上甲基橙的吸附具有物理和化学吸附,化学吸附起主导作用:壳聚糖(CS)和聚乙烯醇(PVA)膜上甲基橙的吸附对应于朗缪尔吸附等温线和准二次动力学模型。
关键词:壳聚糖;静电纺丝1 试验原料与方法1.1 试验原料CS,Mw=5.4×105~6.1×105g/mol,脱乙酰度分别为:98.3%和91.1%,记为CS1和CS2,自制。
PVA,Mw=2.2× 105g/mol,醇解度为98.1至99.1%。
戊二醛(50%)和甲基橙(C14H15N3NaO3S)由上海阿拉丁生化科技有限公司生产。
相关。
冰醋酸和氢氧化钠由国药集团提供。
1.2 CS/PVA纳米纤维膜的制备将CS溶液溶解在1%乙酸溶液中以制备质量分数为3%的CS溶液。
将PVA溶解在去离子水中,得到质量分数为11%的PVA溶液。
最后,CS溶液与PVA溶液的质量比为50%,通过以50%的比例混合制备纺丝溶液,并通过静电纺丝制备壳聚糖(CS)和聚乙烯醇(PVA)纳米纤维膜。
静电纺丝机由25kV高压电源(ZD-100-220S1G,大连智电电子技术),JZB-1800注射泵(西安广腾电子科技有限公司)和固定式收集器组成。
1.3 吸附试验采用吸附实验,对不同反应时间、不同吸附剂量、不同pH值下的染料质量浓度进行了实验测试,结果如下表所示。
聚环氧乙烷及其衍生物在超滤膜亲水化改性中的应用
聚环氧乙烷及其衍生物在超滤膜亲水化改性中的应用
张量;张国亮;孟琴;魏秀珍;沈冲
【期刊名称】《功能材料》
【年(卷),期】2012(043)003
【摘要】依据亲水改性方法的划分从膜的表面涂覆、共混、表面接枝和成膜材料
改性等4个方面进行阐述,分析比较了聚环氧乙烷及其衍生物在各种不同的疏水超
滤膜亲水改性中应用的途径和特性。
经过聚环氧乙烷及其衍生物改性之后,超滤膜
的接触角降低,蛋白质吸附量减少,亲水性和抗污染能力明显提高,应用前景更加广阔。
【总页数】5页(P278-281,286)
【作者】张量;张国亮;孟琴;魏秀珍;沈冲
【作者单位】浙江工业大学生物与环境工程学院,浙江杭州310014;浙江工业大学
生物与环境工程学院,浙江杭州310014;浙江大学材料与化学工程学院,浙江杭州310027;浙江工业大学生物与环境工程学院,浙江杭州310014;浙江大学材料与化
学工程学院,浙江杭州310027
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028.8
【相关文献】
1.PVDF/PVA亲水化改性超滤膜的制备及表征 [J], 夏禹周;韩啸
2.接枝丙烯酸亲水化改性聚砜超滤膜及其在多肽分离中的应用 [J], 董春华;齐崴;何志敏
3.基于聚砜的两亲性聚合物对聚醚砜膜的亲水化和抗污染性改性研究 [J], 徐又一;易砖;朱利平;李小林
4.氧化石墨烯(GO)对聚偏二氟乙烯(PVDF)超滤膜亲水化改性研究 [J], 吴瑶瑶;李登辉;王军
5.聚偏氟乙烯膜亲水化改性及在酪蛋白分离中的应用 [J], 黎聪;高晶;洪丽瑾;李想因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
壳聚糖_硫酸软骨素共混膜性质的研究
提高共混膜的透光性 , 共混膜的透光率都明显高于 壳聚糖膜。在壳聚糖、 硫酸软骨素以 1B01 2 的比例 共混时膜透光性最好。这进一步表明共混膜中的壳 聚糖和硫酸软骨素具有良好的相容性, 共混膜结构 均一, 分子排列的规整性较高。 总之 , 由共混膜膜表面形态、 结晶度、 红外光谱 及透光性分析结果表明 , 壳聚糖和硫酸软骨素两种 高分子共混具有较好的相容性, 分子间具有较强的 氢键作用, 排列规整性较高, 结晶性较好 , 膜表面虽 略有粗糙, 但结构非常均一。
[ 2] [ 1]
1
材料和方法
, 因而在污 1. 1 材料 1. 1. 1 壳聚糖 1. 1. 2 试剂 1. 1. 3 仪器 由蟹壳甲 壳质脱乙酰化制成, 葡萄 糖、 色 氨酸、 牛血清、 F12 / D/ max - rB 型旋转阳极 X- 射线衍 脱乙酰度 \95% , 分子量为 500kD 。 DM EM 培养基、 硫酸软骨素 射仪( 日本) 、 L andw T ensile St rengt h T ester ( SE060 瑞典 ) 、 XZ - 650( H itachi) 型扫描电 镜、 Shimadzu IR 408 红外光谱仪、 渗透池、 721 分光光度计 。 1. 2 壳聚糖 - 硫酸软骨素膜的制备 配置 2% 壳聚糖的乙酸溶液和 0. 2% 硫酸软骨 素水溶液 , 分别以 1B01 02、 1B01 05、 1B01 1、 1B01 2 的 体积比 混合, 充分搅拌 , 空气中铸模成膜、 干燥, 用 NaOH 溶液中和壳聚糖共混膜中的乙酸, 用蒸馏水 反复漂洗至中性, 干燥备用。 1. 3 壳聚糖 - 硫酸软骨素膜的性能测试及表征 : 1. 3. 1 壳聚糖膜超微结构的观察 以 XZ - 650( Hitachi) 扫描电子显微镜观察不同
壳聚糖—聚乙烯醇复合膜的成膜特性研究?
壳聚糖—聚乙烯醇复合膜的成膜特性研究 作者:王易陈武刘笑尘来源:《安徽农业科学》2014年第08期摘要 [目的]为了研究壳聚糖-聚乙烯醇复合膜成膜特性。
[方法]配制不同比例4%的壳聚糖-聚乙烯醇混合膜液,以4%聚乙烯醇为对照。
在每种膜液中分别加入0.1、0.2、0.4 g甘油,干燥成膜后,测复合膜透水性、水溶性、溶胀性、断裂伸长率。
[结果]壳聚糖(w)∶聚乙烯醇(w)∶甘油(w)为4∶16∶1对成膜特性有明显提高。
[结论] 该研究可以为壳聚糖-聚乙烯醇复合膜在种衣剂上的应用提供依据。
关键词壳聚糖;聚乙烯醇;甘油;成膜剂中图分类号 S188 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2014)08-02223-02Study of Composite Membrane Characteristics of ChitosanPolyvinyl Alcohol FilmWANG Yi et al(Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128)Abstract [Objective] The research aimed to study composite membrane characteristics of chitosanpolyvinyl alcohol film. [Method] Different ratio of 4% chitosan polyvinyl alcohol mixed solution was prepared, 4% PVA as control. 0.1, 0.2 and 0.4 g glycerol was added to each of the membrane liquid. After drying,the membrane permeability, water solubility, swelling, rupture elongation of the composite membrane were measured. [Result] Film characteristics of chitosan (w)∶polyvinyl alcohol (w)∶glycerol(w) of 4∶16∶1 were significantly improved. [Conclusion] The research aimed to provide the basis for the application of chitosanpolyvinyl alcohol film in seed coating.Key words Chitosan; Polyvinyl alcohol; Glycerol壳聚糖(Chitosan,CTS)是甲壳素脱乙酰化的产物,化学名称为聚(1,4) 2氨基 2 脱氧 B D 葡萄糖,又称脱乙酰几丁质[1]。
聚环氧离子液体型聚氨酯膜渗透汽化分离丁醇水溶液的研究
聚环氧离子液体型聚氨酯膜渗透汽化分离丁醇水溶液的研究王伟平;郑植;李磊【期刊名称】《南京大学学报:自然科学版》【年(卷),期】2018(54)1【摘要】将离子液体聚合物复合膜用于渗透汽化分离,在提高基膜的分离选择性的同时,解决支撑液膜中离子液体存在易流失的问题.首先通过聚环氧氯丙烷(PECH)与甲基咪唑的季铵化反应,合成端羟基聚(1-甲基咪唑-3)甲基乙氧基氟磷酸盐(PEIL1)与端羟基聚(1-甲基咪唑-3)甲基乙氧基(三氟甲基磺酰胺)盐(PEIL2)两种离子液体,接着用端羟基聚丁二烯(HTPB)与合成的离子液体预聚体反应,4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)扩链剂扩链,制备聚环氧离子液体型聚氨酯复合膜PEIL1-PU与PEIL2-PU.此外,系统研究了复合膜对丁醇水溶液的分离性能以及长时间分离的稳定性.实验表明,两种复合膜的渗透通量较普通聚氨酯膜略有下降,但分离因子升高,并且在长时间的分离实验中保持良好的稳定性.【总页数】7页(P205-211)【关键词】渗透汽化;聚环氧离子液体复合膜;聚氨酯;丁醇水溶液【作者】王伟平;郑植;李磊【作者单位】南京大学化学化工学院【正文语种】中文【中图分类】TP181【相关文献】1.壳聚糖-海藻酸钠/聚丙烯腈聚离子复合膜渗透汽化分离乙酸乙酯水溶液 [J], 马晓华;许振良;魏永明;程亮2.高通量超支化聚硅氧烷复合膜渗透汽化分离水中正丁醇 [J], 白云翔;朱元华;张春芳;顾瑾;孙余凭3.ZIF-8填充聚硅氧烷膜的制备及渗透汽化分离水中正丁醇 [J], 张春芳;董亮亮;白云翔;顾瑾;孙余凭4.聚1-三甲基硅基丙炔膜渗透汽化分离乙醇-水溶液的研究Ⅰ.PTMSP膜渗透汽化分离乙醇-水传质的基本特征 [J], 刘元祚;吴迎新;郑国栋;邱雪鹏5.磺化聚乙烯离子交换膜渗透汽化分离二氧六环/水混合物研究 [J], 李文俊;钟伟;郑文跃;李平因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
壳聚糖改性膜材料的研究(Ⅰ)——壳聚糖与聚乙烯醇共混
壳聚糖改性膜材料的研究(Ⅰ)——壳聚糖与聚乙烯醇共混胡宗智;张堃;林木良;林少琨【摘要】探讨以天然高分子壳聚糖(Cs)为原料,与聚乙烯醇进行溶液共混而对其进行增韧改性,通过对共混膜的DSC、TG以及力学性能分析,结果表明在该共混膜中,壳聚糖与聚乙烯醇两者间有很好的相容性,其热稳定性及拉伸强度有所下降,但韧性得到了明显的改善。
【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2002(030)004【总页数】3页(P5-7)【关键词】壳聚糖;聚乙烯醇;共混改性【作者】胡宗智;张堃;林木良;林少琨【作者单位】三峡大学机械与材料学院,湖北宜昌 443002;中山大学测试中心,广州 510275;中山大学测试中心,广州 510275;中山大学测试中心,广州 510275【正文语种】中文【中图分类】工业技术2002 茸 30 卷第 4 期广州化工壳聚糖改性膜材料的研究( I) 一一壳聚糖与聚乙烯醇共混胡宗智①张望②林木良②林少琅②(①三峡大学机械与材料学院,湖北宜昌443002②中山大学测试中心,广州 510275) .5.摘要探讨以天然高分子壳聚糖(Cs)为原料,与聚乙烯醇进行溶液共混而对其进行增韧改性,通过对共混膜的DSC、TC以及力学性能分析,结果表明在该共混膜中,壳聚糖与聚乙烯醇两者间有很好的相容性,其热稳定性及拉伸强度有所下降,但韧性得到了明显的改善。
关键词壳聚糖聚乙烯醇共混改性Study on the Modification of Chitosan Membrane Material( I) 一一一-Blending of Chitosan withPolyvinylAlcoholHu ZongzhfDZhan Kun( Lin Muling( LinShaokun②((Mechanism&Mate,·ialAcademy ofη1ree GorgesUniversity, Yichang, Hubei ,443002 ② Instrume,归I Analysis&Researchαnter,ZhongshanUniversity, Cua唔功OU ,510275) Abstract Inthispaper, anaturalpolymer, thechitosan( Cs)wasmodifiedbymeansofblendingwith polyvinyl alcohol(PVA).Results obtained from DSC、TG and mechanical property analysis of the Cs/PVAblendsshowedthat,therewasgoodcompatibilityexistinginbetweenCsandPVA .Thermalstabilityandtensilestrength of the blends decreased, comparing to those ofpure Cs, However, the breaking elongation of the blendswasimprovedevidently.This means the toughness of chitosanwasimprovedbyblending with PVA.Ke)"甲ordschitosan归lyvinyl alcoholmodificationby means of blending 壳聚糖是一类带有大量氨基的天然高分子化合物,来源广泛,有特殊的耐溶剂性能及易于改性、成膜等优点。
壳聚糖_聚乙烯醇共混膜在织物化学镀中的应用
在 80 ℃ 下烘 20 min, 在涤纶织物表面获得具有自催化活性的薄膜。在磁力搅拌条件下进行化学镀镍, 25 g / L 的次亚磷酸钠, 15 g / L 的柠檬酸钠, 15 g / L 的乙酸钠, 采用配方为 30 g / L 的硫酸镍, 用质量分数 3% 的 NaOH 调节溶液 pH 值为中性。在 50 ℃ 恒温条件下, 30 min 后取出织物经水洗后于 60 ℃ 恒温干 燥箱内烘干。 1. 3 1. 3. 1 测试与表征 薄膜强力测试 将 CS / PVA 二元共混膜与纯壳聚糖膜放入真空干燥箱中干燥至质量不再发生 25 ℃ , ( 65 ± 5 ) % RH]放置 变化。将干燥的薄膜剪成 10 mm × 120 mm 的长方形于恒温恒湿条件下[ IR) 表征 采用美国 Nexus670 型红外光谱分析仪对薄膜进行红外分析, 傅里叶红外光谱( FT-1 -1 波谱范围为 400 ~ 4000 cm , 分辨率 1 cm 。 扫描次数 32 ,
第2 期
刘艳等: 壳聚糖 / 聚乙烯醇共混膜在织物化学镀中的应用
201
Scheme 1
Electroless plating process
1
1. 1
实验部分
仪器和试剂 DF101S 型集热式恒温加热磁力搅拌器 ( 上海禾汽玻璃仪器有限公司 ) ; 电热恒温鼓风干燥箱 ( 上 -5 海精宏实验设备有限公司) ; FA 2204B 电子天平, 灵敏度 10 g ( 上海佑科仪器仪表有限公司 ) ; 方阻仪
( 南京达明仪器有限公司) ; 超声清洗机( 上海生析超声仪器有限公司) ; TM1000 型扫描电子显微镜 ( 日 913 型织物防电磁辐射性能测试仪( 温州大荣纺织仪器有限公司 ) ; Silver3208xs 型 本 Hitachi 公司) ; DR全自动滚筒洗衣机( 博西威家用电器有限公司 ) ; TG209 F1 型热重分析仪 ( 德国耐驰仪器制造有限公 670 型 傅 里 叶 红 外 光 谱 分 析 仪 ( 美 国 司) ; H5KS 型万 能 材 料 试 验 机 ( 英 国 Hounsfield 公 司 ) ; NexusThermoNicolet公司) 。 壳聚糖, 聚乙烯醇, 硫酸镍, 次亚磷酸钠, 乙酸钠, 硼氢化钠, 氯化钯, 柠檬酸钠, 乙酸, 氢氧化钠 ( 分 析纯, 国药集团化学试剂有限公司) ; 丙三醇( 分析纯, 上海凌峰化学试剂有限公司) ; 氢氧化钠 ( 分析纯, 上海化学试剂有限公司) ; 去离子水, 自制。 1 . 2 实验方法 1. 2. 1 CS / PVA 二元共混膜的制备 CS / PVA 二元共混膜的制备: 在质量分数为 2% 的壳聚糖乙酸水 10 mL / L 的丙三醇( 作为增塑剂改善膜的韧性 ) 混合搅 溶液中, 加入质量分数为 2% 的聚乙烯醇水溶液, 拌均匀, 静置、 过滤、 脱泡,在玻璃板上刮膜, 于 80 ℃ 下烘干 20 min 成膜。PVA 在共混物中的质量分数 10% 、 20% 、 30% 、 40% 和 100% 。对壳聚糖与聚乙烯醇共混物进行成膜性研究 。 分别为 0 、 1. 2. 2 涤纶织物镀镍工艺 采用 CS / PVA 二元共混膜制膜的优化条件, 在共混溶液中加入少量氯化钯 溶液和一定量的甘油。将涤纶织物于室温下浸入此溶液中 10 min, 采用二浸二轧 ( 轧液率 30% ) 处理后
多孔CS膜对醇—水体系中有机酸的吸附性能
摘
要 : 究 了多孔 壳聚糖 膜对 乙醇 一水混合 体 系中微量 有机 酸的 吸附性能 。对影响其吸 附性 能的各种 因素 研
如 壳聚糖膜的制备 方法、 乙醇 一水体 系的酒精 度、 酸度及 其温度 等进 行的研 究表 明, 用壳聚糖 膜能够 有效地 使
从 白酒 中吸 附清除一定的有机 酸 , 并且可 以根据 具体的要 求 , 选择 适 当的工 艺操作 条件 , 以达 到预期 的效 果。
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第2卷 9
笫4 期
酿
酒
V J2 N . 0 . 9. o 4
200 2 i ’ j }
LQ O A I G IU R M K N
J1 . 9 O u. _ 2 0
文 章 编 号 :02—8 1 {02 0 一O2 —0 10 10 20 ) 4 O8 4
壳聚糖 ( 乙酰度 7 %) 实验 室用 虾壳 经水 洗 , 脱钙 脱 5 , 酸 和碱脱 乙酰基制备 。
白酒 , 用无水酒 精 和去 离子 水 配制 ; 它试 剂均 为分 析 其
纯。
之, 酒质 低 劣 , 表现 出燥辣 、 鼻 、 臭 的感 觉 或其他 不愉 快 呛 酸 气 味。调整 白酒 中的化合物 组 成 , 以改善 白酒 口感 , 高 可 提 白酒档 次 白酒 中所 含的有机酸有 多种 , 分子有 机酸有 乙 低
存 备用 。
13 吸 附 实 验 .
体 的风味 、 I 和品质 。高级脂 肪酸及 其酯类 是造 成 白酒 浑 1感 2
浊或拭淀 的主要原 因 J 。因此 , 研究 白酒 中有 机酸 的分离 去
除具有重 要的经济 和应 用价值 。针 对 以上问题 , 们研究 了 我
多孔壳 聚糖 膜对 白酒 中的某些成分进 行 选择性去 除 , 以达到
PEO正渗透膜的制备与表征
PEO正渗透膜的制备与表征丁晓莉;康特;陈晓露;张玉忠【摘要】为提高正渗透膜的抗污染性能,以O,O'-二(2-氨基丙基)聚丙二醇-嵌段-聚乙二醇-嵌段-聚丙二醇和均苯三甲酰氯(TMC)为水相、油相反应单体在聚砜基膜上进行界面聚合,制备聚环氧乙烷(PEO)亲水型聚酰胺正渗透膜(PSf-Jeff/TMC复合膜),采用红外光谱、X光电子能谱和水接触角等手段研究选择分离层的化学结构和亲水性能,考察界面聚合时间、反应单体浓度和后处理温度等制备条件对正渗透膜渗透分离性能的影响,并以牛血清蛋白作为污染物分析其抗污染性能.结果表明:聚合时间30 s、TMC质量浓度1.5 mg/mL、水相单体质量分数3%、热处理温度为60℃时所制备的PSf-Jeff/TMC正渗透膜,在1 mol/L氯化钠、室温条件下测得水通量1.75 L/(m2·h),反向盐通量140 g/(m2·h);与间苯二胺复合膜PSf-MPD/TMC 相比,PSf-Jeff/TMC复合膜接触角更小,亲水性能更好,具有一定的抗污染性能,通量恢复率达到91.4%.%In order to improve the antifouling property of forward osmosis membrane, O'O-bis(2-aminopropyl) polypropy-lene glycol-block-polyethylene glycol-block-polypropylene glycol and trimesoylchloride(TMC) were utilized as the reactant of aqueous monomer and oil phase monomer respectively to fabricate the hydrophilic PEO polyamide forward osmosis membrane (PSf-Jeff/TMC composite membrane) through the interfacial polymerization on the polysulfone support membrane. The chemical structure and hydrophilic performance of PEO-functionalized se-lective layer were evaluated by total reflection Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR-ATR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and water contact angle technique. The effects of preparation parameters in-cluding polymerization time, concentration of the reactive monomer, and heat-treatment temperature on the per-meation and separation performance of the forward osmosis membrane were investigated and the antifouling per-formance of the forward osmosis membrane was analyzed by using BSA as pollutant. The results show that the op-timum preparation conditions are as follows: the reaction time is 30 s, the concentration of aqueous phase monomer is 3%(mass fraction), the mass concentration of TMC is 1.5 mg/mL, and the curing temperature is 60℃. The PSf-Jeff/TMC composite membrane has a pure water flux of 1.75 L/(m2·h)and reverse salt flux of 140 g/(m2·h)under the condition of 1 mol/L NaCl at the room temperature. The PSf-Jeff/TMC composite membrane has better hydrophilicity with a lower water contact angle,and an excellent antifouling property with pure water flux recovery of 91.4%compared with PSf-MPD/TMC composite membrane.【期刊名称】《天津工业大学学报》【年(卷),期】2017(036)006【总页数】6页(P11-16)【关键词】正渗透膜;PEO;界面聚合;亲水性;渗透分离性能;抗污染性能【作者】丁晓莉;康特;陈晓露;张玉忠【作者单位】天津工业大学材料科学与工程学院,天津300387;天津工业大学材料科学与工程学院,天津300387;天津工业大学材料科学与工程学院,天津300387;天津工业大学材料科学与工程学院,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TS102.528.1随着世界人口的增加和经济的快速发展,人们对水资源的需求越来越大.利用分离膜技术对难以回收利用的苦咸水、废水及海水进行脱盐利用,是解决当今水资源缺乏问题的重要手段[1-3].正渗透(FO)是自然界中一种常见的渗透物理现象.不同于微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)等以压力作为驱动力的水处理技术,正渗透工艺是一种模拟自然过程,由稀溶液与浓溶液间渗透压差提供驱动力来进行水处理的一种方法,在节能减排、长期稳定性、设置装备等方面具有一定优势[4-5].目前,国内外在正渗透材料的制备与研发方面开展了大量工作.美国HTI公司是第一批从事正渗透材料研发的公司,从最初的二醋酸纤维素到后来三醋酸纤维素以及现如今的复合膜,开发了具有代表性的商业化正渗透膜.Ma等[6]首次将沸石-聚酰胺材料与正渗透相结合,改性后正渗透膜通量明显提高,截留率有所减少.膜污染[7-8]是导致膜渗透性能降低进而制约膜长期使用的重要因素.不同于压力驱动膜容易在膜表面形成滤饼层造成膜污染,正渗透膜膜污染会导致膜出现内浓差极化现象[9],造成渗透分离性能降低.为了降低膜污染,提高其亲水性能,本文利用PEO材料高亲水、抑制疏水性大分子或者蛋白质吸附的特点[10-12],以聚砜超滤膜为基膜,采用含PEO亲水性结构的水相单体和均苯三甲酰氯界面聚合,合成高亲水性聚酰胺正渗透膜,通过动态接触角和牛血清蛋白污染实验考察膜的抗污染性能.材料:O,O’-二(2-氨基丙基)聚丙二醇-嵌段-聚乙二醇-嵌段-聚丙二醇(Jeffamine),相对分子质量500,西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司提供;均苯三甲酰氯(TMC),上海阿拉丁生化科技股份有限公司生产;聚砜(PSf)物料,苏威(上海)有限公司生产;间苯二胺(MPD),分析纯,天津市光复精细化工研究所生产;正己烷,分析纯,天津市科密欧化学试剂有限公司生产;氯化钠,分析纯,天津市光复化学试剂厂生产;牛血清蛋白,北京索莱宝科技有限公司公司生产.设备:正渗透测试装置,自制;Nicolet-560型傅里叶红外光谱仪,德国KRUKER 公司产品;VARIO EL型X-射线光电子能谱仪,美国ELEMENTER CUBE公司产品;MC226 METTLER TOLEDO型电导仪,东莞市塘厦鑫磊仪器厂产品;JC-2000C1型接触角测试仪,上海晨光数字技术设备有限公司产品;98-3型磁力加热搅拌器、ZTF-6020型真空干燥箱,巩义市英峪仪器厂产品;AR2140型电子天平,上海浦春计量仪器有限公司产品.聚砜基膜通过传统相转化法制得.将质量分数为12%的聚砜溶解于N-甲基吡咯烷酮(NMP)和N-N-二甲基甲酰胺(DMF)混合溶剂(NMP和DMF质量比3∶1)中,铸膜液静置脱泡后,设置刮膜刀的厚度为250 μm,用刮膜刀将铸膜液均匀地刮在干净无纺布上,并平稳地放入水中,24 h内定时更换凝固浴,待用.在室温下,用一定量的Jeffamine配制成水溶液,把一定量的均苯三甲酰氯(TMC)溶解于正己烷配成有机溶液.首先,将Jeffamine水溶液倒入上述制备的无纺布支撑的聚砜超滤膜表面,浸渍一段时间倒掉;然后用橡胶辊筒除去多余溶液和气泡;随后加入TMC有机溶液,浸渍一段时间倒掉;将浸渍有机溶液后的初生态复合膜放入鼓风干燥箱内热处理一段时间,得到PEO亲水型聚酰胺正渗透膜,即PSf-Jeff/TMC复合膜.本文还采用间苯二胺(MPD)作为水相单体,在同等条件下制备JPSf-MPD/TMC复合膜进行性能对比.采用Nicolet-560型傅里叶红外光谱仪进行红外光谱分析,表征膜表面的分子结构;采用JC-2000C1型接触角测试仪测试膜表面的水接触角,表征其亲水性能;采用VARIO EL型X-射线光电子能谱仪对膜表面元素进行分析.自制的正渗透测试装置如图1所示.膜池的有效面积为12.6 cm2;膜两侧水流流向相反,两侧流速相同均为12 cm/s;原料液和驱动液体积为2 L,驱动液为1 mol/L氯化钠,在运行过程中当驱动液电导率降低超过5%时,补加溶质.在室温条件下,通过原料液重量和电导率的变化计算水通量Jw和反向盐通量Js:式中:ΔVf为原料液在t(h)时间内的体积变化量(L),可由天平质量变化计算得出;A为测试有效面积(m2);Δt为测试时间(h).式中:Ct和Vt分别为t时刻原料液的质量浓度(g/L)和体积(L);C0和V0分别为初始时刻原料液的质量浓度(g/L)和体积(L).体积可由质量变化计算得到,盐的渗入较少,忽略体系密度变化;质量浓度可通过测试溶液电导率后,经由电导率与浓度间的标准曲线计算得到.采用牛血清蛋白(BSA)作为污染物,考察PSf-Jeff/TMC复合膜和PSf-MPD/TMC复合膜的抗污染性能.原料液BSA质量浓度为1 000 mg/L,初始水通量为J0,测试时间为8 h,流速为12 cm/s,每隔1 h测试其通量Jv,污染后纯水清洗15 min,流速24 cm/s,隔1 h后测试其通量Jv,计算通量变化率R (%):R=Jv/J0×100%图 2所示为均苯三甲酰氯(TMC)、聚砜(PSf)基膜和PSf-Jeff/TMC复合膜的红外光谱图.由图2可以看出,油相单体TMC在1 763 cm-1处的酰氯(Cl—C=O)伸缩振动峰在聚砜表面反应后发生了移动,合成的复合膜在1 632 cm-1处出现聚酰胺特有的C=O键伸缩振动峰,同时1541cm-1处出现新的—NH—键伸缩振动峰,说明界面聚合反应完成.图3所示为PSf基膜和界面聚合后PSf-Jeff/TMC复合膜的XPS分析.由图3不难发现,复合膜表面的氧元素原子分数明显提高,从16.92%提高到24.70%.这是由于界面聚合过程中形成PEO选择分离层,醚氧键含量增大造成氧元素含量提高,而S元素明显减少,是分离层将聚砜覆盖造成的.图4所示为经XPS测试分析所得的基膜和复合膜的碳元素分布图.由图4可以发现,C1s结合能出现了较大的变化,图 4(a)中 C1s在 291.67 eV 处出现,图 4(b)中却在288.36 eV处出现,这是聚酰胺中芳甲基的特征.接触角是表征复合膜亲水性能的重要手段之一[13],图5所示为PSf基膜和2种复合膜的静态水接触角.由图5可以看出:相对于聚砜基膜的接触角(63°),2种复合膜的接触角明显降低;与PSf-MPD/TMC复合膜相比,PSf-Jeff/TMC复合膜接触角更低.这是由于其表面富集醚氧键,可以和周围大量水分子结合形成水合层,因此,PSf-Jeff/TMC复合膜具有更好的亲水性能.在水相溶液pH为11.50±0.03、水相中吸附浸渍5 min、热处理时间3 min条件下考察聚合反应时间、单体浓度和热处理温度对所制备PSf-Jeff/TMC正渗透膜渗透分离性能的影响.图6所示为聚合反应时间对PSF-Jeff/TMC复合膜水通量和反向盐通量的影响.由图6可以看出:短期内随着聚合反应时间的增加,复合膜通量降低,截留率增加,但是由于反应时间过短,形成的分离层不够完善,反向盐通量较大;随着时间的延长,选择分离层逐步完善[14],当聚合反应达到一定时间,水通量和反向盐通量保持一个稳定状态,这是由于固定的聚合程度对复合膜的渗透分离性能影响不大. 界面聚合过程中单体浓度对复合膜影响显著,图7所示为TMC质量浓度对PSF-Jeff/TMC复合膜水通量和反向盐通量的影响.由图7可以看出:随着TMC质量浓度的增加,复合膜水通量先降低后趋于稳定,同时截留率趋势相反.低浓度TMC条件下,界面聚合速率低,形成疏松聚酰胺选择分离层;当TMC浓度增大时,反应速率加快,分离层更加致密,导致高截留、低通量;当进一步增加TMC浓度时,界面聚合反应速率和程度变化不大,对膜的渗透分离性能影响不大[15].图8所示为水相单体质量分数对复合膜渗透分离性能的影响.由图8可以看出:随着Jeffamine质量分数的增加复合膜水通量先减少后趋于稳定,反向盐通量有相同趋势.这是因为随着单体浓度的增加,选择分离层变厚、致密,使得反向盐通量和水通量减少;然而当水相单体浓度增加到一定程度时,水通量和反向盐通量保持恒定,表明反应单体达到一定浓度后对复合膜的渗透分离性能影响较小.热处理不仅可以提高膜表面聚合程度,而且影响高分子链段重排,弥补界面聚合过程产生的一些缺陷,最终影响膜的渗透分离性能.图9所示为热处理温度对复合膜水通量和反向盐通量的影响.由图9可以看出:随着热处理温度的升高,水通量和反向盐通量同时降低.这是因为热处理使得膜表面及内部溶剂蒸发加快,膜变得更加致密,造成截留率增大、通量降低.然而,过高的热处理温度(>60℃)会造成反向盐通量增加,这是因为界面聚合反应是放热反应,温度与平衡常数关系可用Arrhenius公式表示[16],温度升高逆向反应加强,增加了界面聚合的分解过程,不利于高聚合度聚合物的生成. 在聚合时间30 s、TMC质量浓度1.5 mg/mL、水相单体质量分数3%、水相溶液浸渍时间5 min、60℃下热处理3 min条件下,PSf-Jeff/TMC复合膜水通量1.75 L/(m2·h-1),反向盐通量140 g/(m2·h-1).图10所示为PSf-Jeff/TMC复合膜和PSf-MPD/TMC复合膜的抗污染性能对比. 由图10可以看出:2种复合膜对BSA的抗污染效果有所不同,含有PEO结构的PSf-Jeff/TMC复合膜的污染程度相对较低,达到初始水通量的58.8%,表现出一定的抗污染性能,纯水清洗后达到初始水通量的91.4%,物理清洗效果明显.这是由于PSf-Jeff/TMC复合膜表面的醚氧键含量增加,亲水性能提高,导致BSA分子在膜表面富集程度相对较低,即污染相对较弱.本文以聚砜作为基膜,分别以O’O-二(2-氨基丙基)聚丙二醇-嵌段-聚乙二醇-嵌段-聚丙二醇和均苯三甲酰氯作为水相、有机相单体进行界面聚合,制备了PSf-Jeff/TMC正渗透膜.采用红外光谱和XPS光谱分析了复合膜表面的分子结构和元素含量,探索了界面聚合条件如聚合时间、单体浓度和热处理温度等因素对正渗透膜渗透分离性能的影响.并以牛血清白蛋白为污染源,对复合膜进行抗污染实验,结果表明:(1)采用本文方法成功合成了聚酰胺分离层.(2)界面聚合后复合膜亲水性能提高,静态水接触角降低.(3)随着界面聚合时间和单体浓度的增加,复合膜的水通量和反向盐通量先降低后趋于稳定;随着热处理温度的增加,复合膜的水通量和反向盐通量先降低后升高.本文优化条件下,PSf-Jeff/TMC复合膜水通量1.75 L/(m2·h),反向盐通量140 g/(m2·h).(4)与PSf-MPD/TMC复合膜相比,PSf-Jeff/TMC复合膜具有更好的抗污染性能,纯水清洗后通量可达到初始水通量的91.4%.【相关文献】[1]BAZZARELLIF.Advanceinmembraneoperationsforwater purificationandbiophenolsrecovery/valorizationfrom OMWWS[J].Journal of Membrane Science,2016,497:402-409.[2]LI P Y,WANG Z,QIAO Z H,et al.Rencent developments in membranes for efficient hydrogen purification[J].Journal of Membrane Science,2015,495:130-168.[3]PERSIN Z,STANA K K,FOSTER T J,et al.Challenges and 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医用壳聚糖膜的制备和性能研究
VOI.17 2004年3月功能高分子学报JOurnaI Of FunctiOnaI POIymersNO.1Mar.2004医用壳聚糖膜的制备和性能研究*许勇**,洪华,钱颖,刘昌胜***(华东理工大学生物材料研究所,教育部医用生物材料工程研究中心,上海200237)摘要:研究了壳聚糖膜的制备方法和性能,探讨了壳聚糖浓度、甘油和戊二醛用量对壳聚糖膜性能的影响,并考察了膜的体外降解过程。
结果表明!=0.02的壳聚糖溶液成膜效果较好;甘油和戊二醛能显著改善壳聚糖膜的力学性能和尺寸稳定性能;溶菌酶-林格氏液中浸泡40d后膜的降解率为41.98%,满足引导组织再生材料的基本要求。
该膜作为一种潜在的生物医用材料,将具有较广阔的应用前景。
关键词:壳聚糖膜;甘油;戊二醛;交联;生物降解中图分类号:063 文献标识码: A 文章编号:1008-9357(2004)01-0055-06近年来随着引导组织再生材料的不断改良与发展,引导组织再生术(Guided Tissue RegeneratiOn,GTR)被广泛地用于牙周疾病的手术治疗,使过去许多牙周破坏严重而被视为必须拔出的牙齿得以保留。
其原理是利用生物膜覆盖病变的牙槽骨脊和根面,造成一定的膜根间隙,阻止牙龈纤维组织与根面接触,阻挡或延缓龈上皮细胞生长、愈合,选择性地使牙周韧带细胞优先占据根面,并利用细胞分化和再生能力恢复已破坏的牙周组织。
而GTR技术实施的关键是制备出合适的引导膜材料。
壳聚糖是甲壳素的脱乙酰产物,甲壳素是节肢动物如虾、蟹、昆虫等外壳的重要组成部分,是一种极为丰富的天然再生资源。
壳聚糖无毒、生物相容性好、可生物降解,加之具有良好的成膜性、可纺性、抗血凝性、促进伤口愈合和防腐抗菌等功能,作为生物医用材料倍受关注[1]。
近年来,壳聚糖作为天然医用高分子材料在可吸收手术缝合线、止血材料、伤口包扎材料以及人造皮肤等方面的研究[2,3]十分引人注目。
本文主要研究壳聚糖膜的制备及其相关性能,旨在为壳聚糖膜在组织工程中特别是作为GTR技术屏障膜的应用提供一定的信息。
渗透蒸发透水膜的研究进展
第16卷第3期膜 科 学 与 技 术V o l.16N o .31996年9月M E M BRAN E SC IEN CE AND T ECHNOLO GYSep t .1996 修改稿收到日期:19952122133 通讯联系人,现在清华大学化工系作博士后渗透蒸发透水膜的研究进展陈俸荣3 陈洪钫(天津大学化工系,天津 300072)摘 要 根据渗透蒸发透水材料的发展过程特征,对已有的渗透蒸发透水膜材料进行了系统综述,并对各种透水膜的渗透蒸发分离性能作了阐述.关键词 渗透蒸发 亲水膜 乙醇 水溶液在近十几年中,许多渗透蒸发(Pervapo rati on ,简称PV )透水膜材料已被探索出来,其中部分PV 透水膜材料得到了实际应用,系统综述这些材料特性对于发展新的PV 透水膜材料具有重要意义.本文根据PV 透水膜材料自身的发展过程特征将已有的PV 透水膜材料分成如下四类:1)各种商品化的反渗透和离子交换亲水膜用作PV 透水膜;2)聚合物链上自身含有亲水基团的合成和半合成PV 透水膜;3)将亲水基团引入到疏水膜中的PV 透水膜;4)新的聚电解质PV 透水膜.1 各种商品化的反渗透和离子交换亲水膜用作PV 透水膜最初,人们在选择PV 透水膜过程中就已注意到了亲水的商品化反渗透膜和离子交换膜.典型的例子有纤维素类的反渗透亲水膜和N afi on 、AM V 离子交换膜,它们的PV 透水性能如表1、表2所示.表1 各种商品化的反渗透膜用于乙醇 水溶液的渗透蒸发数据膜材料水含量(W %)进料渗透边进料温度 ℃分离系数Α(水 醇)通量J L ·m -2·h -1参考文献再生纤维素6136.36.37138.08162323431121131141017101812101醋酸纤维素6156156168191611191923334311421831013142182141表2 各种商品化的离子交换膜用于乙醇 水溶液的渗透蒸发数据膜材料在进料中乙醇含量(W %)进料温度 ℃分离系数Α(水 醇)通量Jkg ·m -2·h-1参考文献N afi on 离子交换膜—H+—N a +—K +—(CH 3)3N H +951695169516951670707070215510918101551001501201342N afi on 811离子交换膜—C s +—K +781375182929101481401179012643AM V 阴离子交换膜—SO 42-—OH -979360607053010801384从表1和表2可以看出,商品化的反渗透和离子交换亲水膜对乙醇 水溶液的渗透蒸发分离性能很差.2 聚合物链上自身含有亲水基团的合成和半合成PV 透水膜由于许多亲水的商品化膜分离性能很差,一些合成的和半合成的亲水膜已得到了研究.各种含有阴离子、阳离子和非离子亲水基团的高选择性膜(Α>100)的透水性能列于表3.表3 各种合成的亲水膜用于乙醇 水溶液的渗透蒸水数据膜材料在进料中乙醇含量(W %)进料温度 ℃分离系数Α(水 醇)通量J kg ·m -2·h -1参考文献交联聚乙烯醇9580950001015聚羟甲基9560>8950010136甲氧甲基化的尼龙23502020001257用硫酸交联的壳聚糖906065000118聚烯丙基铵氯化物~904010001078磺化聚乙烯2C s + 2N a +85148414262672567101152010809羧甲基纤维素9030243001052310藻玩酸9060500001158 3J :kg ·m l ·m -2·h -1. 在表3中,聚乙烯醇〔PVA ,Po ly (vinyl alcoho l )〕、聚羟甲基〔PHM ,Po ly (hydroxy m ethy 2lene )〕和甲氧甲基化的尼龙23〔N —m ethoxym ethylated N ylon 23〕是具有非离子亲水基团即—OH 基的膜.PVA 是由聚醋酸乙烯水解得到,不同水解度的PVA 性能相差很大.PHM 是通过聚碳酸亚乙烯酯〔PV CA ,Po ly (vinylenecarbonate )〕水解得到,水解流程如下:·31·第3期 陈俸荣等:渗透蒸发透水膜的研究进展nCH =CH OOC O Po lym erizai on_CH —CH βnOOC O H ydro lysisreacti on_CH —CH βO H O HV CA PV CA PHM 由于PVA 与PHM 都含有大量的亲水基团—OH 基,故对水都表现出高的渗透选择性.N ylon 23在甲酸溶液中与仲甲醛〔(CH 2O )x 〕甲醇反应就能得到甲氧甲基化的N ylon 23_N —C βnCH 2OCH 3O.由于甲氧甲基化的N ylon 23本身溶解于水,当它在190℃进行热处理后就能被用作PV 透水材料.壳聚糖〔CS ,Ch ito san 〕、聚烯丙基铵氯化物〔Po ly (allyl 2amm on ium )ch lo ride 〕是阳离子聚合物.壳聚糖是由天然多糖甲壳素制得的脱乙酰产物,其过程如下: Ch itin (甲壳素) Ch ito san (壳聚糖)不同脱乙酰度的壳聚糖,其PV 透水性能相差甚大,尤其是渗透通量将发生很大变化.磺化聚乙稀〔Su lfonated po lyethylene 〕、羧甲基纤维素(C M C )、藻玩酸〔A lgin icacid 〕是阴离子聚合物,它们含有阴离子基团—SO 2-4,—COO -.其中,C M C 是纤维素的单元结构葡萄酐含有取代的羧甲基(HOOCCH 2—),羧甲基的取代度是影响C M C 的PV 透水性能的重要因素之一.藻玩酸是从天然海藻中(Seaw eeds )提取的.它是由D 2甘露糖醛酸(D 2m annu ron ic acid )和L 2古洛糖醛酸(L 2gu lu ron ic acid )组成的一种天然多糖物质,其结构单元如下所示: Β2D 2m annu ron ic acid Α2L 2gu lu ron ic acidU ragam i 等人和M och izuk i 等人[8]对藻玩酸膜透水性能的研究表明:酸性藻玩对水显示了非常低的渗透选择性,而碱性藻玩酸盐对水显示出了非常高的渗透选择性.总观主链上自身含有亲水基团的聚合物膜,不管亲水基团是阴离子或阳离子还是非离子基团,它们在富集的水溶液中都会有一定的膨胀.为了解决这个问题,膜的交联是必需的.其中,典型的被交联的膜材料有聚乙烯醇和壳聚糖.各种交联的PVA 膜的透水性能如表4所示,各种交联的壳聚糖膜的透水性能如表5所示.·41·膜科学与技术 第16卷表4 各种交联聚乙烯醇膜对乙醇 水溶液的渗透蒸发数据膜形交联方式在进料中乙醇含量(W %)进料温度 ℃分离系数Α(水 醇)渗透通量J kg ·m -2·h -1参考文献均质—~9040~220—11均质—60—957050—230—12均质热交联20—904020—40—13均质草酸柠檬酸959530304603500101010514均质磷酸丙二酸50503030101811201815复合顺式丁烯二酸顺式丁烯二酸甲醛反式丁烯二酸80959080808070801400950050350010401011100125表5 各种交联壳聚糖膜对乙酸 水溶液的渗透蒸发数据膜在进料中乙醇含量(W %)进料温度 ℃分离系数Α(水 醇)通量Jkg ·m -2·h-1参考文献脱乙酰度99%90951640403117011230106516戊二醛交联50~9040>2000—17戊二醛交联>5550>670011~01718离子化的壳聚糖(脱乙酰度98%)CH 3COOHHC l H 2SO 4非离子化9090909060606060123145931110403515014001210116013519用硫酸离子化的壳聚糖(脱乙酰度>90%)9060650001108 从表4和表5可以看出,用顺式丁烯二酸交联的PVA 膜(GFT )和H 2SO 4交联的壳聚糖都显示了很好的分离特性.由于交联效应主要有如下两方面的作用:一是交联剂与聚合物链中的交联基团形成了三维立体结构,限制了聚合物的膨胀,改变了渗透组分在膜中的移动选择性;二是改变了聚合物的化学特性,导致了渗透组分在膜中的溶解选择性也得到了相应的变化.因此,即使用相同的膜材料,由于使用的交联剂不同,结果膜的分离特性也是相差甚大.为了改善这类主链上自身含有亲水基团的聚合物膜的渗透选择性、热稳定性和耐溶剂性,选择适·51·第3期 陈俸荣等:渗透蒸发透水膜的研究进展宜的交联剂和交联方法是发展PV 透水膜材料的一条重要途径.3 将亲水基团引入到疏水膜中的PV 透水膜为了平衡膜中亲水和疏水关系,常采用共聚、共混、接枝技术.3.1 共聚(Copo lym erizati on )通过共聚改性方法得到的共聚物既含有亲水基团又含有疏水基团,因此,亲水基团与疏水基团的比例是影响这类共聚物分离性能的关键.Yo sk ikaw a 等选择了丙烯腈和各种亲水单体进行了共聚,表6列出了以聚丙烯腈为基础的共聚的渗透蒸发特性.表6 以聚丙烯腈为基础的共聚物膜对乙醇 水溶液的渗透蒸发数据膜材料在进料中乙醇含量(W %)进料温度 ℃分离系数Α(水 醇)通量J kg ·m -2·h -1参考文献聚丙烯腈5020700101520聚丙烯腈9070730102121马来酰亚胺与丙烯腈基聚859513151533143412010080100522,23丙烯酸与丙烯腈共聚811515876~010124,25乙烯吡啶与丙烯腈共聚~9015~10000~0100226丙烯酰胺与丙烯腈共聚9030~700001004~0100527 对表6中的结果,Yo sh ikaw a 等按照固定载体传递机理进行了分析.他们认为膜中亲水基团与水分子之间以两种作用力形式存在,即氢键力和库仑力.马来酰亚胺和丙烯酸是以氢键力形式存在,乙烯吡啶是以库仑力形式存在.此外,他们还用膜的D i m ro th ’s 极性值[32,33]与膜的吸附选择性进行了关联,结果表明:膜的D i m ro th ’s 极性值与水的极性值相差越小,该膜对水的吸附选择性就越大.由于膜的极性参数与膜的溶解度参数不一样,膜的溶解度参数要求知道聚合物的具体结构后才能得到,而膜的极性参数是一个经验参数,不需要知道聚合物的具体结构就能测定膜的极性值.因此,膜的极性参数是一个很有参考意义的经验参数.3.2 共混(B lending )几种共混物的PV 结果列于表7.表7 共混物膜对乙醇 水溶液的渗透蒸发数据共混膜在进料中乙醇含量(W %)进料温度 ℃分离系数Α(水 醇)通量J kg ·m -2·h -1参考文献聚丙烯腈 聚乙烯吡啶烷酮951620312118230聚丙烯酸 尼龙2680~9015~3530~700101~010331聚丙烯酸 尼龙2669575710017132聚乙烯醇 聚苯乙烯—Ba 2+—A l 3+95956060187015000112010833聚乙烯醇 聚乙二醇9565131511034 从表7中可以看出,聚乙烯醇 聚苯乙烯共混物经过热交联,转化成B a 2+离子作为对立离·61·膜科学与技术 第16卷子时,此膜显示出很高的分离因子.313 接枝(Grafting )在70年代初,A p rel 等人[35]就用接枝技术对PV 膜进行了改性.常用的接枝技术有等离子体、电子射线辐照、Χ射线辐照和化学反应接枝.几种常用的亲水性单体接枝到聚合物主链上的PV 透水行为如表8所示.表8 接枝膜对乙醇 水溶液的渗透蒸发数据接枝单体主体聚合物在进料中乙醇含量(W %)进料温度 ℃分离系数Α(水 醇)通量Jkg ·m -2·h-1参考文献N 2乙烯吡啶烷酮聚四氟乙烯95162521921236N 2乙烯吡啶烷酮42乙烯基吡啶聚四氟乙烯聚四氟乙烯96965555610616210301835苯乙烯聚四氟乙烯47712525411414112501937异丁烯酸聚乙烯9020313011538N 2乙烯基吡啶烷酮42乙烯吡啶 CH 3I丙烯酸丙烯酸 K+聚偏氟乙烯聚偏氟乙烯聚丙烯腈聚丙烯腈8080808080707070707078739866018016711011631439 从表8中看出,对于所有被接枝的PV 膜,渗透速率随着膜的饱和接枝率增大而增大,而渗透选择性除了离子单体(丙烯酸 K +)接枝的膜较高外,其余单体接枝的膜都很低.对于那些难溶的聚合物,不能用溶液涂布法制膜,只能用高温融熔挤压技术塑膜.象这类聚合物膜的改性,用化学方法是无能为力的,而用辐照接枝技术是很适宜的.因此,我们可以预测,对于那些具有较强的机械强度和热稳定性的致密膜,可通过接枝技术来达到膜的高渗透通量,以此取代不对称膜或复合膜.从上面几类PV 透水膜材料可以看出,除了PVA 和PHM 膜材料外,其余许多膜材料都是从聚电解质衍生而来.对于PVA 、PHM 这类亲水膜材料,由于它们耐水性差,因此必须靠交联来增加它们的抗水性和热稳定性.交联虽然增加它们对水的透过选择性,却降低了水的渗透通量.对于聚电解质这类膜材料,由于膜中金属离子强烈地水合作用和对有机物的盐析效应,使这类膜材料的分离性能大大提高.近几年来,聚电解质材料成了人们研究PV 透水膜材料的热点.4 新的聚电解质PV 透水膜正如日本学者M aeda Y 所说,当前欧州的PV 膜研究者已经把他们的研究兴趣转移到PV 膜过程及其过程的经济评价;而日本的PV 膜研究者却集中在材料的选择和膜的制备.特别是近几年发展起来的聚电解质亲水膜主要来源于日本的M IT I 的研究和发展计划中〔R &Dp ro jects spon so red by the M in istry of In ternati onal T rade and Indu stry (M IT I )〕.聚电解质膜可以从它们的电荷和链的结构差分成表9中的几种类型[40].·71·第3期 陈俸荣等:渗透蒸发透水膜的研究进展表9 聚电解质膜的分类聚电解质类型例子专利号聚阴离子合成聚合物N afi on聚丙烯酸碳化离子交换膜JP 59—49041B 2JP 61—502804A JP 59—102404A 合成+多糖羧甲基纤维素与聚丙烯酸共混藻玩酸与乙烯基聚合物共混JP 60—129104A JP 63—12304A 多糖藻玩酸、羧甲基纤维素JP 60—12304A 聚阳离子合成聚合物42乙烯吡啶与烯腈共聚JP 61—259707A 合成+多糖壳聚糖与乙烯基聚合物共混JP 62—4407A 多糖用金属离子配位的壳聚糖JP 61—287407A 从表中分类可知,聚电解质材料主要集中在两大类,一类以合成为主的聚丙烯酸(PAA )类,另一类以多糖为基础的天然羧甲基纤维素(C M C )、壳聚糖(CS )、藻玩酸(A GA )类,其中,PAA 、C M C 、A GA 为聚阴离子类,CS 为聚阳离子类.表10 以聚丙烯酸为基础的PV 膜分类类型材料支撑层或主体聚合物参考文献均聚聚丙烯酸涂在各种支撑层上聚砜聚醚砜4142共聚聚丙烯酸 聚丙烯腈24,25共混聚内烯酸(N a ) 羧甲基纤维素聚丙烯酸 尼龙261031接枝电子束辐射低密度PEPV F 2,PAN4239等离子体多孔聚丙烯43,44,45Χ射线辐射PVAPAA N ylon 26共混4647化学方法PVA42聚离子化合物PAA聚阳离子聚醚砜42411 以聚丙烯酸类为基础的PV 亲水膜用聚丙烯酸作为膜组成的许多研究已被报道,在表10中以PAA 为基础的PV 膜已被分成五类.通过均聚(hom opo lym er )、共聚(copo lym er )、共混(b lending )和接枝(grafting )技术形成的膜在分离特性上很大程度取决于PAA 的存在形式:即酸形式(—COOH )或盐形式(—COO -M +,M ,金属阳离子).表11列出了PAA 以不同离子形式的膜的分离特性.从表11中结果可以看出,PAA 以碱金属盐的形式的分离特性明显优于PAA 以酸的形式.这是由于PAA 以酸形式存在时,它对水和醇都有亲和力,导致膜的溶解选择性很低.相反,PAA 以碱金属盐的形式存在时,膜中碱金属阳离子的强烈水合作用和对醇的盐析效应,结果使膜的分离性能得到大大改善.·81·膜科学与技术 第16卷表11 以不同离子形式的聚丙烯酸膜对乙醇 水溶液的渗透蒸发数据膜在进料中乙醇含量(W %)进料温度 ℃分离系数Α(水 醇)通量J kg ·m -2·h -1参考文献PAA (N a +)90602241015~01741PAA —H + —K +959570704484001055110642电子束辐射接枝PAA —H + —K +80807070899611811748接枝到PVA 上丙烯酸—H + —N a +9113881350504183141801740100949 虽然PAA 以碱金属盐形式存在时,分离性能很好,但是它的耐久性很差.这是由于这类膜在使用过程中,碱金属阳离子逐渐流出膜外,导致膜中自由酸(—COOH )增加.为了解决这个问题,避免膜中自由酸的再生,日本专利(JP 61—502804A )提出往进料中加入碱金属盐,使进料保持在高的pH 值范围内.然而,这个方法对于生产高纯度的醇是不适宜的.另外,H uang 等人[31]采用了多价金属离子A l 3+交联,结果得到离子化交联的PAA 膜产生相对低的渗透选择性和渗透速率,并且得到的膜易碎.这个问题直到聚离子化合物被研究出来以后才得到真正解决.在这类聚离子化合物中,PAA 用各种聚阳离子化合物进行离子交联,各种聚阳离子化合物相当于取代了PAA -—M +形式中碱金属阳离子M +.这样,各种聚阳离子化合物就成了固定的对立离子.Karakane 等人报道了几种聚阳离子化合物.表12列出了几种聚阳离子化合物对以PAA 为基础的聚电解质膜分离特性的影响行为[50].表12 聚丙烯酸 聚离子化合物膜对乙醇 水溶液的渗透蒸发数据对立离子分离系数Α(水 醇)通量J kg ·m -2·h -1在渗透边水的含量(W %)Po lyethylenei m ine 22001839210Po lyallylam ine 75001519715PCA —101171001799819PCA —107194001829910PAL —283001349718PCQ —138001229512 PAA :MW 500000,用环氧化物交联Evaluati on :PV w ith 95w t %E tOH of 70℃. CH 2—CH 2χnCH 2N H +2C l-Po lyallylam ineN H —CH 2—CH 2χnPo lyethylenei m ineN +—CH 2—CH 2—N +—CH 2——CH 2χnCH 3C l-CH 3CH 3C l-CH 3PCA —101·91·第3期 陈俸荣等:渗透蒸发透水膜的研究进展N +—CH 2—CH 2—CH 2χnCH 3B r-CH 3PCA —107N +—CH 2—CH —CH 2χnCl 2nCH 3OH PAL —2CH 2—C —χnnC l -CH 2C OO CH 2CH 2N +CH 3CH 3CH 3PCQ —1 从表12中看出,PCA —107 PAA 显示了最好的分离性能,并且此膜在运行50天后仍能保持其初始的PV 行为,PCA —107是通过M en shu tk in 反应合成的.对于PAA 这类聚电解质膜,如何设计出合理可行的聚阳离子化合物是改善PAA 聚离子化合物PV 透水性能的关键.412 以多糖为基础的PV 透水膜羧甲基纤维素(C M C )、藻玩酸(A GA )、壳聚糖(CS )这几种天然的亲水材料都是由多糖构成的,它们分别含有亲水基团—CH 2COOH ,—COOH ,—N H 2.这些亲水基团有利于用各种技术如交联、共聚、共混、离子化进行改性.表13列出了这三种改性材料的PV 透水特性[63].表13 改性C M C 、A GA 和CS 对乙醇水溶液的渗透蒸发数据材料在进料中乙醇含量(W %)进料温度 ℃分离系数Α(水 醇)通量Jkg ·m -2·h -1专利号CN C PAA 共混8918258795016JP 60—129104A N a 1C M C —G M A —AN855010401110JP 63—12304AA GA 用Co 2+离子交联93607870001097JP 62—7404AJP 62—7405A用H 2SO 4交联的CS906010400116JP 62—7403A CS 与乙烯单体共聚8550177001036JP 62—4407A CS 与马来酐共聚8550134001044JP 62—4407A CS 用金离子配位Fe 2+ M n 2+8585303023019501150118JP 61—287407A 从表13中看出,这三种材料都显示了高的分离因子.特别是用Co 2+离子交联的藻玩酸·02·膜科学与技术 第16卷PV 膜显示了至今最高的分离因子.因此,PV 透水膜材料领域中,这几种材料引起了人们更多的关注.5 结论综上所述,在现有的渗透蒸发透水膜材料中,聚乙烯醇、壳聚糖、藻玩酸、羧甲基纤维素和以聚丙烯酸为基础的聚离子化合物膜材料都显示了较好的亲水性能.然而,一张真正具有工业应用价值的渗透蒸发透水膜不仅要求本身具有较好的分离性能,而且还应具备较好的耐热性、耐久性及抗溶剂性,即膜材料及其化学与物理结构是决定渗透蒸发分离效果的关键.因此,膜材料的开发和成膜过程的研究在渗透蒸发过程中占有特殊重要的地位.目前,人们对膜材料的开发主要从两方面去挖掘:一是以高分子化学为基础的纵向发展;二是对现有的高分子材料通过现代的物理化学手段进行改性.其中,第二种方法常被从事化工分离的研究者们采用.因此,在渗透蒸发透水膜的研究过程中,用现代的物理化学方法(如交联、接枝、共聚、共混等)对上述几种较好的亲水膜材料进行改性研究有待于进一步开发.参 考 文 献1 Sch issel P ,O rth R A .Separati on of ethano l 2w ater m ixtures by pervapo rati on th rough th in compo sitem em branes .J .M em brane Sci.,1984,17:1092 M aeda Y ,KaiM .R ecent p rogress in pervapo rati on m em branes fo r w ater ethano l separati on .In :H uang R Y M ,ed .Pervapo rati on m em brane separati on p rocess.E lsevier :Am sterdam ,1991.4033 Cabasso I ,L iu Z Z ,M ackenzie T .T he per m selectivity of i on 2exchange m em branes fo r non 2electro lyteliquid m ixtures . .the effect of counter i ons (separati on 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:Am sterdam ,1991.4049 Cabasso I ,Ko rngo ld E ,L iu Z Z .O n the separati on of alcoho l w ater m ixtures by po lyethylene i on ex 2change m em branes .J .Po lym .Sci.,Po lym .L ett .Ed .,1985,23:57710 R eineke C E ,Jagodzinsk i J A ,D enslow K R .H igh ly w ater selective cellulo sic po lyelectro lyte m em 2branes fo r the pervapo rati on of alcoho l -w ater m ixture .J .M em brane Sci.,1987,32:20711 H uang R Y M ,Jarvis N R .Separati on of liquid m ixtures by using po lym er m em branes . .per m eati on ofaqurous alcoho l so luti ons th rough cellophane and po ly (vinyl alcoho l ).J .A pp l .Po lym .Sci .,1970,14:234112 M aeda Y ,KaiM .R ecent p rogress in pervapo rati on m em branes fo r w ater ethano l separati on .In :H uang·12·第3期 陈俸荣等:渗透蒸发透水膜的研究进展R Y M ,ed .Pervapo rati on m em brane separati on p rocess .E lsevier :Am sterdam ,1991.41313 H iro tsu T .Bulletin of R esearch Inst .fo r Po lym &T ext .,1987,156:1114 张可达,付圣权.多元酸交联聚乙烯醇渗透汽化膜.膜科学与技术,1993,1:1915 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em brane separati on p rocess .E lsevier :Am sterdam ,1991.40722 Yo sh ikaw a M ,Yoko i H ,Sanui K ,et al .Selective separati on of w ater 2alcoho l binary m ixture th roughpo ly (m alei m ide 2co 2acrylo initrile )m em brane .J .Po lym .Sci.,Po lym .Chem .L ett .Ed .,1984,22:215923 Yo sh ikaw a M ,Yoko i H ,Sanui K ,et al .Pervapo rati on of w ater 2ethano l m ixture th rough po ly(m alei m ide 2co 2acrylo initrlie )m em brane .J .Po lym .Sci.,Po lym .L ett .Ed .,1984,22:47324 Yo sh ikaw a M ,Yuko sh i T ,Sanui K ,et al Separati on of w ater and ethano l by pervapo rati on th roughpo ly (acrylic acid 2co 2acrylonitrile )m em brane .J .po lym .Sci.,Po lym .L ett .Ed .,1984,22:47325 Yo sh ikaw a M ,Yuko sh i T ,Sanui K ,et al .Selective separati on of w ater 2ethano l m ixture th rough syn 2thetic po l m er m em branes having carboxylic acid as a functi onal group .J .Po lym .Sci.,Po lym .Chem .Ed .,1986,24:158526 Yo sh ikaw a M ,Yuko sh i T ,Sanui K ,et al .Selective separati on of w ater from w ater 2ethano l so luti onth rough quarternized po ly (42vinylpyridine 2co 2acrylonitrile )m em branes by pervapo rati on technique .J .A pp l.Po lym ,Sci .,1987,33:236927 Yo sh ikaw a M ,O ch iai S ,T anigak i M ,et al .A pp licati on and developm ent of synthetic po lym er m em 2branes. .Separati on of aw ter 2ethano lm ixture th rough synthetic po lym er m em branes containing ammo 2nium mo ieties.J .Po lym .Sci .,Po l m .L ett .Ed .,.1988,26:26328 Yo sh ikaw a M ,Yoko i H ,Sanui K ,et al .Po lym er m em brane as a reacti on field . .Effect of m em braneenvironm ents on per m selectivity fo r w ater 2ethano l binary m ixtures .Po l m .J .,1984,16:65329 Yo sh ikaw a M ,O gata N .Po lym er m em brane as a reacti on field . .Effect of m em brane po larity on se 2lective separati on of a w ater 2ethano l binary m exutre th rough synthetic po lym er m em branes .J .M em brane Sci.,1986,26:10730 N guyen Q T ,B lanc L L ,N eel J .P reparati on of m em branes from po lyacrylonitrile -po lyvinylpy rro li 2done blends and the study of their behavi our in the pervapo rati on of w ater 2o rganic liquid m ixtures .J .M em brane Sci.,1985,22:24531 XU Y F ,H uang R Y M .Pervapo rati on separati on of ethano l 2w ater m ixtures using i onically cro sslinkedblended po lyacrylic acid (PAA )2N ylon 6m em branes .J .A pp l.Po lym .Sci .,1988,36:1121·22·膜科学与技术 第16卷32 Zhao X P ,H uang R Y M .Pervapo rati on separati on of ethano l 2w ater m ixtures using cro sslinked blendedpo lyacrylic acid (PAA )2N ylon 66m em branes .J .A pp l.Po lym .Sci .,1990,41:213333 T akegam i S ,Yam ada H ,T sujii S .D ehydrati on of w ater ethano l m ixtures by pervapo rati on using modi 2fied po iy (vinyl alcoho l )m em brane .Po lym .J .,1992,24:123934 M aeda Y ,KaiM .R ecent p rogress in pervapo rati on m em branes fo r w ater ethano l separati on .In :H uangR Y M ,ed .Pervapo rati on m em brane separati on p rocess .E lsevier :Am sterdam ,1991.40935 A p tel P ,Cuny J ,Jozefow icz J .et al .J .A pp l .Po lym .Sci .,1972,16:106136 A p tel P ,Challard N ,Cuny J .et al .A pp licati on of the pervapo rati on p rocess to the sepatati on ofazeo trop ic m ixtures .J .M em brane Sci.,1976,1:27137 T ealdo G C ,Canepa P ,M unari S .W ater 2ethano l per m eati on th rough grafted PPFE m em branes .J .M em brane Sci.,1981,9:19138 M aeda Y ,KaiM .R ecent p rogress in pervapo rati on m em branes fo r w ater ethano l separati on .In :H uangR Y M ,ed .Pervapo rati on m em brane separati on p rocess .E lsevier :Am sterdam ,1991.41139 N iemo ller A ,Scho lz H ,Go tz B ,et al .R adiati on 2grafted m em branes fo r pervapo rati on of ethano l w aterm ixtures .J .M em brane Sci.,1988,36:38540 M aeda Y ,KaiM .R ecent p rogress in pervapo rati on m em branes fo r w ater ethano l separati on .In :H uangR Y M ,ed .Pervapo rati on m em brane separati on p rocess .E lsevier :Am sterdam ,1991.42641 M eldrum I G ,N aylo r T V .Separati on of w ater from o rganic fluids .WO 8600819A l.198442 M aeda Y ,KaiM .R ecent p rogress in pervapo rati on m em branes fo r w ater ethano l separati on .In :H uangR Y M ,ed .Pervapo rati on m em brane separati on p rocess .E lsevier :Am sterdam ,1991.41843 H iro tsu T .Graft po lym erized m em branes of m ethacrylic acid by p las m a fo r w ater 2ethano l per m separa 2ti on .Ind .Eng .Chem .R es.,1987,26:128744 H iro tsu T .W ater 2ethano l separati on by pervapo rati on th rough p las m a graft po lym erized m em branes .J .A pp l.Po lym .Sci .,1987,34:115945 H iro tsu T ,N akaji m a S .W ater 2ethano l per m separati on by pervapo rati on th rough the p las m a graftcopo lym eric m em nranes of acrylic acid and acrylam ide .J .A pp l.Po lym ,Sci ,1988,36:17746 Shanto ra V ,H uang E Y M .Separati on of liquid m ixtures by using po lym er m em branes . .Grafted po ly(vinyl alcoho l )m em branes in vacuum per m eati on and dialysis .J .A pp l .Po lym .Sci .,1981,26:322347 H uang R Y M ,Xu Y F .Pervapo rati on separati on of ethano l 2w ater m ixtutrs using grafted po ly (acrylicacid )-N ylon 6m em branes .Eur .Po lym .J .,1988,24:92748 Goetz B .So luti on 2diffusi on m em branes fo r pervap rati on .D E 3515148A l .198649 H iro tsu T .V inyl alcoho l po lym er pervapo rati on m em branes fo r separati on of w ater and alcoho l .JP 62-250906A ,198750 Karakane H ,M aeda Y ,T suyumo to M .Po lym er compo site m em branes fo r separating w ater from o rgan 2ic m aterials .D E 3801690A l ,198851 M aeda Y ,KaiM .R ecent p rogress in pervapo rati on m em branes fo r w ater ethano l separati on .In :H uangR Y M ,ed .Pervapo rati on m em brane separati on p rocess .E lsevier :Am sterdam ,1991.427Pervapora tion hydroph il ic m em branes :a surveyChen F eng rong ,Chen H ongf ang(D ep artm en t of Chem ical Engineering ,T ian jin U n iversity ,T ian jin 300072) O n the basis of develop ing p rocess characteristics of pervapo rati on hydroph ilic·32·第3期 陈俸荣等:渗透蒸发透水膜的研究进展欢 迎 订 阅《世界产品与技术》 (原名《国外产品与技术》)(双月刊)引进先进技术的向导 了解世界产品的窗口加强企业管理的顾问 提高经济效益的参谋《世界产品与技术》是由中国国际贸易促进委员会(又名中国国际商会)主办的中文综合性科技刊物。
壳聚糖的研究技术总结
壳聚糖的研究郑英奇04300079 壳聚糖CS 1 4 - 2- 氨基- 2- 脱氧- B- D - 葡聚糖是目前自然界中发现的膳食纤维中唯一带正电荷的动物纤维分子内存的大量游离氨基使得其溶解性能较甲壳素有很大提高同时反应活性大大增强引起人们的广泛关注 1 。
壳聚糖分子中的氨基、羟基与大部分重金属离子形成稳定螯合物的性质可应用于贵金属回收、工业废水处理其天然生物活性的直链聚阳离子结构具有抑菌、消炎、保湿等功能可用于医药、化妆品配方等领域特别是经过化学改性得到的壳聚糖衍生物其物理化学性质得到改善使其应用范围大大拓展因此壳聚糖及其衍生物的开发及应用研究已引起人们广泛的兴趣。
本文就其功能化及其作为生物医用高分子材料方面的研究进行了简要综述。
1 壳聚糖的功能化及其在生物医用高分子材料方面的应用同其它碳水化合物一样壳聚糖也可以发生交联与接枝、酯化、氧化、醚化等反应生成一系列各具其特殊功能的新材料。
1. 1 壳聚糖的接枝反应及其在生?镆接酶叻肿臃矫娴挠τ?近几年壳聚糖的接枝共聚研究进展较快较为典型的引发剂是偶氮二异丁腈、Ce IV 2 和氧化还原体系。
壳聚糖C6- 伯C3- 仲羟基及C2-氨基皆可以成为接枝点通过接枝反应可将糖基、多肽、聚酯链、烷基链等引入到壳聚糖中赋予壳聚糖新的性能。
单纯的壳聚糖作为药物释放包覆物有溶解性差、对pH 的依赖性太强和机械性能不好等缺点而接枝上具有水溶性、生物相容性好的PVA 后能极大地改善其对药物的释放行为且满足H iguch i’s 扩散模型3 。
在壳聚糖上接枝唾液酸的一部分有望成为人类红细胞凝结的抑制剂壳聚糖上NH2 的正电荷与细胞表面的脂质体的负电荷如唾液酸相结合后可抑制细胞的活动能力从而抑制细菌生长低聚体的壳聚糖能穿透细胞壁进入细菌的细胞内抑制其细胞中mRNA 的形成从而抑制细菌的生长。
将2- 甲基丙烯酰氧乙基磷酸和乙烯基磺酸钠接枝到壳聚糖上得到的具有两性离子特性的、高分子量的、水溶性的CS 衍生物其抗菌性较CS 有明显的提高。
壳聚糖_甘油_丝素共混膜的制备及性能研究
基础研究
2010 年 第 6 期
手提式不 锈 钢 蒸 气 消 毒 器 :YX280A 型,上 海 三 申 医 疗 器械有限公司;
微型万能电子拉 力 实 验 机:CMT6303,深 圳 新 三 思 试 验 机有限公司;
真 空 干 燥 箱 :DZF-602 型 ,上 海 一 恒 科 技 有 限 公 司 ; 无 菌 操 作 台 :SW-CJ-2D,常 州 国 华 电 器 有 限 公 司 ; 磁 力 搅 拌 器:RCT 基 本 型,广 州 仪 科 实 验 室 技 术 有 限 公司。
屠 洁 刘冠卉
李前龙 冯 凯
TU Jie LIU Guan-hui LI Qian-long FENG Kai
(江苏科技大学生物与环境工程学院,江苏 镇江 212018)
(School of Biology and Environmental Engineering,Jiangsu University of
丝 素 是 蚕 丝 中 的 主 要 成 分 ,约 占 蚕 丝 质 量 的 70% 。 由 于 丝素蛋白是天然蛋 白,安 全 无 毒、与 机 体 有 良 好 的 生 物 相 容 性,另外它还具有独特的分子结构、优 良 的 机 械 性 能、极 好 的 吸湿保湿 性 和 抗 微 生 物 的 性 能 。 目 前,丝 素 蛋 白 在 细 胞 培 养、固定化酶、新型 高 分 子 复 合 材 料 及 人 工 器 官 等 方 面 多 有 研究[4-5],尚 未 见 其 在 食 品 保 鲜 、包 装 领 域 的 运 用 。 本 试 验 以壳聚糖为主体材料,考察添加丝素 蛋 白 对 其 物 理 性 能 以 及 抑菌能力的影响,为壳聚糖-丝素混 合 膜 在 食 品 保 鲜 和 包 装 中的运用提供理论依据。
壳聚糖_聚乙烯醇共混超细纤维的制备及紫外光交联研究
3期
甄 洪 鹏 等 :壳 聚 糖 / 聚 乙 烯 醇 共 混 超 细 纤 维 的 制 备 及 紫 外 光 交 联 研 究
231
丽公 司 生 产;二 缩 三 乙 二 醇 双 甲 基 丙 烯 酸 酯 (TEGDMA),Sartomer 公 司 提 供;2-羟 基-2-甲 基-1
苯基丙酮(1173),华钛公司提 供 . 其 它 试 剂 均 为 分 析纯 . 1.2 仪器
将壳聚糖溶解在浓醋酸(90 wt )中 制 备 成 7 wt 的溶液,加入不同量的(10 wt )PVA 水 溶 液, 制备 CS/PVA 质 量 比 依 次 为 0/100,20/80,40/60, 50/50,60/40,80/20,90/10,100/0 的 混 合 溶 液 . 在 25 kV 的静电压,喷 丝 口 距 接 受 板 为 6 cm 的 条 件 下 通过电纺丝制 备 了 不 同 CS/PVA 质 量 比 的 共 混 纳 米纤维 . 1 . 4 CS/PVA 纳米纤维的 SEM 分析
(北京化工大学材料科学与工程学院 北京 100029)
摘 要 用静电纺丝法制备壳聚糖/聚 乙 烯 醇 的 共 混 超 细 纤 维,采 用 扫 描 电 镜 考 察 了 纺 丝 液 浓 度、共 混 物 配 比、喷丝口内径对纤维形貌的影响 . 此外,为减少壳聚糖/聚乙烯醇纤维膜的溶胀变形,在上述 体 系 中 加 入 可 光 交联的单体二缩三乙二醇双 甲 基 丙 烯 酸 酯(TEGDMA)、引 发 剂 2-羟 基-2-甲 基-1 苯 基 丙 酮(1173),对 电 纺 纤 维 进行紫外光交联 . 结果表明,当壳聚糖与聚乙 烯 醇 质 量 比 为 8:2 的 共 混 体 系 中 加 入 占 混 合 溶 液 质 量 分 数 4 % 的 TEGDMA、0 . 12 % 的 1173 作为交联剂时,所得的无纺布纤维 直 径 比 较 均 一,平 均 约 为 200 nm,经 光 交 联 处 理 后其耐水性能得到提高 . 关键词 电纺丝,壳聚糖,聚乙烯醇,超细纤维,紫外光交联
水体系的研究的开题报告
壳聚糖膜的制备及渗透蒸发分离乙醇/水体系的研究的开题
报告
一、课题背景
壳聚糖是一种天然的生物大分子,具有生物相容性和高生物可降解性等特点,广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。
近年来,壳聚糖膜在分离领域的应用也得到了
广泛的关注,其在渗透蒸发分离乙醇/水体系中的应用受到了重视。
二、研究目的
本课题旨在制备壳聚糖膜,并通过渗透蒸发分离乙醇/水体系的实验研究来探究
该膜在分离中的应用。
三、研究内容与方法
1. 制备壳聚糖膜:采用亚硫酸盐还原法制备壳聚糖,再通过溶液浇铸和吸附方法制备壳聚糖膜。
2. 测定壳聚糖膜的性质:包括膜的厚度、孔径、热稳定性、水解性等性质的测定。
3. 实验研究:以乙醇/水体系为模型体系,采用渗透蒸发法进行分离,并测定渗
透液和残留液的浓度,计算分离因数,探讨壳聚糖膜在渗透蒸发法分离中的应用。
四、预期研究结果
本次研究预期制备壳聚糖膜,通过实验研究探讨其在渗透蒸发法分离乙醇/水体
系中的应用。
预期结果为了解壳聚糖膜的分离性能和应用效果,并为壳聚糖膜在分离
领域的进一步研究提供参考。
五、研究意义
壳聚糖膜是一种绿色可降解的分离材料,具有广泛的应用前景。
本课题以乙醇/
水体系为例,探讨了壳聚糖膜在渗透蒸发法分离中的应用,为该膜在分离领域的进一
步研究提供了重要的实验基础。
同时,本研究对推广绿色、可降解材料应用于分离领
域具有积极的意义。
聚乙烯醇/壳聚糖复合纳米纤维的制备和性能研究
作者简 介 : 尔云 ( 1 9 7 9 一) ,女 ,黑龙 江齐 齐哈 尔人 ,剐 教授 ,} 尊 士 ,主要从 事 生物功 能材 料方 而的研 究 ,y a n e y 3 5 9 @1 2 6 . ( : o l n 。
第2 9卷第 6 期 2 0 1 3 年 1 1 月
齐 齐 哈 尔 大 学 学 报
J o u r n a l o f Qi q i h a r Un i v e r s i t y
Vo 1 . 29 . No . 6 No v . - 2 01 3
聚 乙烯 醇/ 壳 聚 糖 复 合 纳米 纤 维 的制 备 和性 能研 究
浓度变稀 ,电纺 纤维形 态变 差 ,开 始 出现 液滴 与纺锤 体 ,并 伴有 打结 和折断 的现象 。
共 混膜是一 种优 良的醇 水分 离膜 ,当共混膜 的疏 水性基 团和 亲水性 基 团达到平 衡 的状态 时 ,才能使 这
种共混膜达到最佳的使用效果。显然 ,单靠壳聚糖本身不能达到这种平衡 ,研究表明壳聚糖与聚乙烯醇共
容性 、 无毒性 、对药物的损伤小和促进伤 I : Z l 愈合等优异性能 ,因其独特的生物相容性和良好的可降解性可
应 用于 药物缓释 载体等 ” 。 。但 是 由于壳 聚糖 的溶解 度小 、溶 液粘度 高 、机械 性能差 并 呈聚 阳离子 电解 质 的 特 性 ,且 壳聚糖 对 p H 依赖 性很 大 ,这些 缺点使 得纯壳 聚糖 溶液较 难 电纺成 纤维 。 目前 ,电纺 较多 的是壳
混 之后 ,由于两 者之 问有力 的相 互作 用 ,使溶 液的可 纺性大 大 的提 高 ,明显 地改 善 了壳聚糖溶 液难 电纺的 现象 。聚 乙烯醇 虽然 是亲水 性高 分 子 ,但 它们 的聚集 状态存 在差异 。聚 乙烯 醇 的结 晶度很高 ,内部结构 比 较规整 ,纤维膜 内 自f 扣 体 积较小 ,聚 乙烯 醇分 子在其 中迁移 速率较 小 ,相对 于 乙醇分 子 、水分 子来说 聚 乙
膜共混组成及膜厚对CS/PVA—PAN渗透汽化膜分离性能的影响
体 膜 分 离 后 又 一 新 的 化 工 操 作 单 元 。被 认 为 是 可 沸 物 系 和近 沸 物 系 等 难 分 离 物 系 的分 离 显 示 出 特 有 的优 越 性 。从 渗 透 汽 化 这 一 名 词 的 最早 提 出至
今 已有 4 O多 年 的 历 史 6 ¨, O年 代 初 , 人 将 P 有 V
维普资讯
第 2 3卷
第 4期
吉
林
工
学
院
学
报
Vo _ 3 No 4 l2 .
De 2 c. 002
20 0 2年 l 月 2
J UR A FJLN 墨 ! ! 兰 O N LO II ! ! 兰! 兰!
文 章 编 号 :1 0 — 9 9 2 0 ) 40 0 — 3 0 6 2 3 ( 0 2 0 — 0 10
壳 聚糖 ( S : 乙 酰 度 7 ~ 8 , 子 量 C )脱 5 O 分
2~ 3× 1 : 0
聚 乙烯 醇 ( VA) 聚 合 度 17 0 5 ; P : 5 ± 0 聚 丙 烯 腈 ( AN) 杭 州 水 处 理 中心 提供 。 P : 1 2 膜 的 制 备 .
膜 共 混 组 成 及 膜 厚 对 C / VA P N 渗 透 汽 化 膜 分 离 性 能 的 影 响 S P -A
李 冰 冰 李 然 , 杨 景 伟 , 王 亚 君 ,
30 2 . ( . 春 工 业 大 学 化 学 工 程 学 院 ,吉 林 长 春 1 0 1 ;2 前 郭 炼 油 厂 ,吉 林 松 原 1长
性能 的影响 。
●
2 实 验 结 果 及 讨 论
2 1 不 同 活性 层 组 成 对 复 合膜 分 离 性 能 的影 响 .
羧甲基壳聚糖-聚乙烯醇渗透汽化膜分离乙醇-水的性能
中图分类号 :Q 2 . T 0 88 文献标识码 : A
GONG n w n, Ya — e CHENG X e n , u — i DU e l Xu — i
S p r t n o t a o - t r b e v p r t n o a b x me h lc i s n p lv n l l o o m b a e e a a o fe h n l wa e y p r a o a o n c r o y t y h t a - o y i y c h lme r n i i o a