低温等离子体液相接枝NVP改性PAN膜
低温等离子体接枝改性PVDF膜
等离子体改性 Ｐ Ｄ Ｖ Ｆ膜 ， 考察 了照射 时间、 照射功 率对膜性能的影响． 本文利 用低 温等离 子体 接枝 改性 技术 将 ８， ＰＤ Ｖ Ｆ膜通过等离子体照射后 ， 再通人苯 乙烯单体 ， 进行接枝改性 ． Ｐ 接枝改性研究的基础上＿ ， 在 Ａ Ｎ ９ Ｊ 实验中固定照射功率 ５ 接枝温度 ３ ０ ｗ， ０℃， 研究照
低温等 离子体接枝 改性 Ｐ Ｄ Ｖ Ｆ膜
陈 剑 ， 李继定 ，王 鼎 ， 赵之 平 ，陈翠仙
（ 清华大学 化学工程系 膜技术工程研究中心 ， 北京 １０ ８ ） ０ ０４ 摘 要： 采用低温等 离子体接枝技术改性聚偏 氟乙烯膜（ Ｖ Ｆ ， Ｐ Ｄ Ｐ Ｄ ）在 Ｖ Ｆ膜表 面引入疏水性
ＳＩ Ｉ生产 的型 号为 Ｓ Ａ一４ ０的原 子力显微 镜 ． Ｐ ０
测定 了Ｐ Ｄ Ｖ Ｆ改性膜的纯水通量的变化 ．
２ 结果 与讨论
２１ Ｐ Ｄ ． Ｖ Ｆ改性膜 的反应 机 理
１ 实验部 分
１ １ 实验原 料 ．
聚偏 氟 乙烯膜 （ Ⅵ） ， 留分 子量 １万 ， 达 Ｐ Ｆ）截 星
布 的影 响 ． 图 ２ 见 ．
。 量
舯 州 ｃ萨 ＋
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黼
图 ２ Ｐ ＤＦ改 性 膜 ＤＳ Ｖ Ｃ图
了膜 的亲水 性 能 ． ｕａ Ｐｏｃａｕ等 ＿研 究 了 Ｄ ｅ 和 ｌ ｅｎ ｓ ７ 』
任公司； 氩气 ， 高纯（９９ ％）华元气体化工公司． ９ ．９ ，
１２ 等 离子体 改性装 置 ．
等离子体改性装置见文献［ ］ ８． １ ３ 膜分 离性 能评测 装置 ． 等离子体改性装置见文献［０ ． １］
依据本 实验 结果及 目前存 在的对 等离子体引 发、 聚合等反应机理 的研究 ，Ｖ Ｆ Ｐ Ｄ 膜等离子体接枝 苯乙烯单体机理可能为 ： 第一步， Ⅵ） Ｐ Ｆ膜受等离子
低温氧等离子体对PET薄膜的表面改性研究
聚对 苯二 甲酸 乙二醇 酯 （ Ｅ ）具 有 优 良的阻 隔 ＰＴ 性能 、抗皱 性 、耐溶 剂性及 高熔 点 ，因此 被广泛 用 于 医学 、电工 、电子和包 装 等领域 。但是 ，Ｐ Ｔ的表 面 Ｅ 自由能较低 ，导 致其 表面 的润湿 性 、黏结 性 、可 印性 和可染 性等 较 差 … 。 为 了拓 展 它 的应 用 范 围 ，需 要
塑料 工业
・
４４ ・
ＣＨ Ｉ ＮＡ ＰＬＡＳ ＣＳ Ｉ ＴＩ ＮＤＵＳ ＴＲＹ
第３ 第 １ ９卷 ０期 ２１年 ｌ ０１ Ｏ月
低温 氧 等 离 子体 对 Ｐ Ｔ薄膜 的表 面 改性 研 究 木 Ｅ
解林坤 ，杜 官本 ，代沁 伶 ，柴希娟 ，刘 刚连
（ 南 林 业 大 学 材 料 工程 学 院 ，云 南 昆 明 ６ ０ ２ ） 西 ５ ２４
Ｓ ｕｄ ｎ Ｓｕ ｆ ｃ ｏ ｉ ｃ ｔｏ ｆＰＥＴ ｌ ｂｙ Ｌｏ Ｔｅ ｐ ｒ ｔ ｅ Ｏｘ ｇ ｎ ｔ ｙ ｏ ｒａ ｅ Ｍ ｄｆ ａｉ ｎ ｏ ｉ Ｆｉｍ ｗ ｍ ｅ ａ ｕｒ ｙ ｅ
Ｐｌ ｓ ａ Ｔｒ ａ ｍ ｅ ｔ ａｍ ｅ ｔ ｎ
Ｘ Ｅ Ｌｎｋ ｎ Ｉ ｉ—ｕ ，Ｄ ｕ ｎｂｎ Ｕ Ｇ ａ —ｅ ，Ｄ ＩＱｎｌ ｇ Ｈ Ｉ ｉｕ ｎ Ｉ ａ ｇｌ ｎ Ａ ｉ‘ｎ ，Ｃ Ａ 。 ａ ，ＬＵ Ｇ ｎ ’ａ ｉ Ｘ ｊ ｉ
（ Ｆ ，Ｄ Ｃ ｈ ｓｌ ｏ ｅ ａ ｔｅｃｎａｔ ｎｌｓ ｅｒａｅ ｂｉｕｌ ａｔ ｏｉｃｔ ｎａ ｄｔｅｓ． Ａ Ｍ） Ｓ ．ｖ ｓ ｆ ｒ ｄｆ ａｉ ｎ ｒ ｅ ｓｈ ｈ ｃａ ｅ ｄ ｏ ｙ ｅｍ ｉ ｏ ｈ ｕ－
低温等离子体技术在材料表面改性中的应用
低温等离子体技术在材料表面改性中的应用随着科技的迅猛发展，低温等离子体技术在材料表面改性中的应用逐渐受到关注。
低温等离子体技术的一大优势就是它可以在不加热的情况下对材料进行表面改性，这一点在一些高温敏感的材料中尤为重要。
本文将从低温等离子体技术的基本原理、低温等离子体技术的应用方法、低温等离子体技术在材料表面改性中的应用三个方面进行探讨。
一、低温等离子体技术的基本原理Plasma是指当气体在一定的电场作用下被电离而形成的离子与电子的混合气体。
低温等离子体技术是指通过特殊的放电手段而形成的一种等离子体，其温度在几十到几千摄氏度之间。
低温等离子体技术主要通过气体放电来制备，气体放电后会产生离子、电子、激发态分子以及自由基等。
这些离子和活性物种可以在材料表面与材料原子发生反应，从而对材料表面的物理性质、化学性质产生影响，实现表面改性。
二、低温等离子体技术的应用方法低温等离子体技术的主要应用方法包括干法处理和湿法处理。
干法处理是指将材料暴露在低温等离子体中，通过等离子体反应改变材料表面的性质。
湿法处理是指利用低温等离子体在液体中产生的反应物种与物体表面原子发生反应，从而实现表面改性。
不同的应用方法选用的场景不同，可以根据实际的应用需求进行选择。
三、低温等离子体技术在材料表面改性中的应用在材料表面改性中，低温等离子体技术有很多应用。
其中比较常见的包括增强表面附着力、提高防腐性、增强化学反应性等。
具体应用如下：1、增强表面附着力采用低温等离子体技术，可以在材料表面形成细小的粗糙度和微观结构，进而增加材料表面的接触面积和摩擦力，实现表面附着力的增强。
这对于一些需要强附着力的材料，例如粘接材料的制备、涂层的制备等方面都具有一定的重要性。
2、提高防腐性低温等离子体技术可以在材料表面形成一层氧化膜，从而提高出现在环境中的腐蚀性。
这种方法非常适用于出现在酸、碱、盐等环境中的材料的表面生产。
例如，在酸雨的颓废中，采用低温等离子体技术可以有效地防止出现腐蚀。
低温等离子体材料表面改性技术研究
低温等离子体材料表面改性技术研究随着科技的不断进步，各种新的材料涌现出来，这些新材料的优越性能可大大改善现有的工业生产和生活质量。
然而，这些材料往往存在着一些缺陷，其中表面的化学、物理性能并不尽如人意，特别是在高温、高辐照等环境下更加明显。
为了解决这些问题，低温等离子体材料表面改性技术应运而生。
一、低温等离子体技术的应用低温等离子体技术常用于改善材料表面的化学和物理性能，包括提高其耐热性、耐蚀性，增强表面硬度、降低表面摩擦系数等。
这种技术可以通过化学反应和物理效应在材料表面形成薄膜，从而实现表面性能的调控。
二、低温等离子体技术的机理低温等离子体技术的核心是在泄漏30-300W功率的交流电场下生成的低温等离子体。
这种等离子体具有氧离子、氮离子、氢离子等离子体成分，可以通过气相化学反应、气相沉积等方式修改材料表面。
典型的处理气体包括氢气、氮气以及氯气等。
三、低温等离子体技术的改性效果低温等离子体技术常用于加工金属材料、高分子材料、金属氧化物和半导体材料。
其中，对于金属材料，低温等离子体技术可以提高其抗腐蚀性、硬度、润滑等性能；对于高分子材料，低温等离子体技术可以增强其耐热性、抗磨损性、耐蚀性和抗电磁干扰等性能；对于金属氧化物和半导体材料，低温等离子体技术可以提高其表面电学性能和光学性能等。
四、低温等离子体技术的发展趋势随着科技的不断进步和人们对高品质生活的不断追求，低温等离子体技术的应用前景广阔。
未来，随着研究者对该技术机理的深入研究和理解，该技术的应用范围也将逐渐扩大。
同时，随着材料科学领域的不断发展，低温等离子体技术在各种新型材料表面改性、制造等方面将有更加广泛的应用前景。
五、结语低温等离子体材料表面改性技术是一种具有广泛应用前景的技术。
随着科技的不断发展和人们对高品质生活的不断追求，该技术将得到更加广泛的应用和发展。
同时，我们也期待着该技术能够得到更加深入的研究和发展，为人类创造更好的生活和工作条件。
低温等离子体处理及丙烯酸接枝改性膨化聚四氟乙烯薄膜_陈亏
第62卷 第4期 化 工 学 报 Vo l.62 N o.4 2011年4月 CIESC Journal A pril 2011研究论文低温等离子体处理及丙烯酸接枝改性膨化聚四氟乙烯薄膜陈 亏1,3,高 晶1,3,俞建勇2,3,还伟海4,马一梓4(1东华大学纺织学院,上海201620;2东华大学现代纺织研究院,上海200051;3纺织面料技术教育部重点实验室,上海201620;4江苏闳业机械有限公司,江苏盐城224043)摘要:采用He等离子体对膨化聚四氟乙烯(eP TF E)薄膜进行表面亲水处理,并引发接枝丙烯酸单体实现持久亲水改性。
实验探究了不同等离子处理工艺和接枝工艺对eP T FE薄膜亲水性能的影响,并利用接触角、X光电子能谱(X PS)进行表征。
研究结果表明,等离子体预处理后,ePT F E薄膜表面的接触角由145°降至102°;再接枝丙烯酸单体,表面接触角进一步降低,且亲水性改性效果持久。
确定了等离子体预处理的优化条件:He, 100W及处理时间90s;接枝丙烯酸改性的最佳工艺:丙烯酸浓度30%(vo l.),接枝温度70℃,接枝时间3h。
XPS结果显示,改性后ePT F E薄膜表面F/C元素比从1.960降至0.853,O/C元素比从0提高至0.147,说明氟元素被含氧基团部分取代,这是eP T FE薄膜亲水性改善的根本原因。
关键词:表面改性;聚四氟乙烯薄膜;低温等离子体;接枝共聚;亲水性中图分类号:T Q316.6 文献标志码:A文章编号:0438-1157(2011)04-1170-07Surface modification of low temperature plasma-pretreated ePTFEfilm by AAc graft copolymerizationC HEN Kui1,3,GA O Jing1,3,YU Jianyong2,3,HUAN Weihai4,MA Yizi4(1S chool o f T ex tiles,Donghua University,Shanghai201620,China;2Modern Te xti le Institute,Donghua University, Shanghai200051,China;3K ey Laboratory of T ex tile S cience&Technology,Ministry of Education, Donghua University,Shanghai201620,China;4Hongye Machinery Co.,Ltd.,Y ancheng224043,J iangsu,China)Abstract:PTFE adheres poorly to o ther m aterials due to its low surface energy and chemical ine rtness, w hich leads to failure o f PTFE in many industrial applications.To spread the applications,nume ro us methods for surface modification hav e been developed to activate the PTFE surface fo r improving its wettability and adhesion ability.This study focused o n the surface modification of expanded po ly(tetrafluoroethy lene)(ePTFE)film by a tw o-step process based on low-pressure plasma treatment fo llow ed by acry lic acid(AAc)g raft copoly merizatio n.The influences of different plasma treatments and graft co poly merizatio n co nditions on the hy drophilicity of film surface w ere studied.The w ettability of the ePTFE film surface was determined by w ater contact angle,and the surface elemental co mpositions and the ty pe o f functional g roups on the surface of the treated ePTFE samples were evaluated by X-ray photoelectron spectroscopy(XPS).The results indicated that the co ntact angle of ePTFE film declined fro m145°to102°w hen it w as o nly treated by plasm a treatment.After AA c grafted co poly merizatio n,the 2010-08-19收到初稿,2010-12-04收到修改稿。
低温等离子体处理技术在材料表面改性中的应用研究
低温等离子体处理技术在材料表面改性中的应用研究随着工业技术的发展，人们对材料表面性能的要求也越来越高，尤其是在一些特殊的工业应用领域，如新能源领域、航空航天领域和电子信息领域等，对材料表面性能的要求更是几乎达到了苛刻的极致。
在这样的背景下，低温等离子体处理技术崭露头角，被广泛应用于材料表面改性。
一、低温等离子体处理技术简介低温等离子体处理技术是利用高频电场对包含较少自由电子的气体进行电离，形成等离子体进行表面处理。
低温等离子体处理技术的温度一般在几十摄氏度到几百摄氏度之间，不会对材料本身造成损伤，因此越来越受到人们的青睐。
二、低温等离子体处理技术应用于材料表面改性的优势低温等离子体处理技术在材料表面改性方面有以下优势：1.高效性相比于传统的表面处理方法（如化学处理、机械处理等），低温等离子体处理技术具有更快、更高效的处理速度。
低温等离子体处理可以在数秒钟到几十分钟内完成表面改性，而传统的方法需要更长的处理时间。
2.可控性低温等离子体处理技术可以通过调整处理条件（如气体成分、电场强度等）来改变等离子体处理的效果，从而实现对表面改性的可控性。
3.环保性低温等离子体处理技术具有环保性，不会产生有害物质和废弃物，可以在工业生产中实现绿色化的处理。
三、1.医疗器械领域医疗器械是深入人体的重要工具，在使用过程中需要具有一定的生物相容性和生物稳定性。
钛合金是医疗器械中广泛使用的一种材料，对其表面进行低温等离子体处理可增强材料表面的生物相容性和生物稳定性，从而更好地服役于人体内。
例如，将钛合金表面经过氩气等离子体处理后，可以提高其表面的生物润滑性，有效降低其在体内的磨损率。
2.新能源领域新能源汽车使用的动力电池是其关键部件。
目前，采用三元锂离子电池作为动力电池的比较广泛，但电池内的铝和锂存在异常反应，会缩短电池寿命并产生安全隐患。
通过使用低温等离子体处理技术对电池材料的表面进行改性，可防止铝和锂的异常反应，提高电池的安全性和耐久性。
低温等离子体引发聚乙烯薄膜表面气相接枝改性方法[发明专利]
![低温等离子体引发聚乙烯薄膜表面气相接枝改性方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/1d4892c3ccbff121dc3683d0.png)
专利名称：低温等离子体引发聚乙烯薄膜表面气相接枝改性方法
专利类型：发明专利
发明人：叶建明,王猛,章永明,叶鹏
申请号：CN201110233950.5
申请日：20110816
公开号：CN102432905A
公开日：
20120502
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种低温等离子体引发聚乙烯薄膜表面气相接枝的改性方法。
它的步骤如下：1）采用功率为1KW~20KW，电压为380V的低温等离子体处理机对聚乙烯薄膜进行电晕处理；2）重量比例为100:1~20的液态丙烯酸类单体与活化剂混合后，通过温度为120℃~200℃的汽化室汽化，经喷嘴以气态形式均匀的喷射在电晕处理后的聚乙烯薄膜表面；3）经波长为365nm，功率为500W~5000W高压汞灯产生的紫外光进行辐照，活化剂被紫外光敏化，引发丙烯酸类单体在聚乙烯薄膜表面气相接枝，经温度为50℃~80℃热风吹扫，去除残留单体，得到表面气相接枝聚乙烯薄膜。
本发明聚乙烯薄膜表面气相接枝反应速率高，适合大规模连续化生产；成本较低；表面张力永久性提高，可解决复合包装膜质量稳定性问题。
申请人：海宁市粤海彩印有限公司
地址：314400 浙江省嘉兴市海宁市丁桥镇镇保路88号
国籍：CN
代理机构：杭州求是专利事务所有限公司
代理人：张法高
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概述低温等离子体技术及其改性高分子材料研究进展
第49卷第9期2020年9月应用化工Appyoed ChemocayIndusteyVoy.49No.9Sep,2020概述低温等离子体技术及其改性高分子材料研究进展郑洋洋，宋小三，王三反（兰州交通大学寒旱地区水资源综合利用教育部工程研究中心，甘肃兰州730070）摘要:低温等离子体技术作为清洁、高效的改性技术，赋予材料表面优异性能的同时，并不改变材料基体的整体性质,在高分子材料表面改性中有着越来越广泛的应用前景。
综述了低温等离子处理、聚合、诱导接枝聚合等表面改性技术方法，并重点介绍了其在高分子材料亲水性、吸附性、粘结性和生物相容性等方面的改性应用研究进展。
关键词:低温等离子体;高分子材料;表面改性中图分类号:TQ316-文献标识码：A文章编号：1671-3206（2020）09-2346-05Review of low temperature plasma technology and ds research progress in modided polymer materialsZHENG Yang—ang, SONG Xiao-san,WANG San-fan(Lanahou JoaotongUnoeeesoty，EngoneeeongReseaech CenteeooMonosteyooEducatoon on Compeehensoee Utoyoaatoon ooWateeResoueceson Coyd and DeoughtAeeas，Lanahou730070，Chona)Abstrah：:Low-temperature plasma Wchnomgy,as a clean and/ficient modification technology,imparts excellent pe—ormance to the sudace of the mate/al white not changing the overall p/pe—ies of the mate/-/matOc.It has an inc/vingly b/ad application prospect in the sudace modidcation of polymer mate/-als.The low-temperature plasma Oeatwent,polymeczation, induced gm—polymeczation and other sudace modidcation technology methods are reviewed,and the application progmss of modidcation in the hydrophilicity,adsorption,adhesion and biocompatidility of polymer mate/als is mainly introduced.Key wo P s:low temperature plasma；polymer mate/al;sudace modification等离子体是一种在特定条件下电离的气体物质，被称为物质的第4态。
低温等离子体技术在高分子材料表面改性中的应用研究
在空气净化领域，低温等离子体技术被广泛应用于去除空气中的有害物质。 研究者通过放电产生等离子体，这些等离子体能够与空气中的污染物质反应，将 其分解为无害的物质。研究表明，低温等离子体技术对去除甲醛、苯、氨气等有 害气体具有高效性，且具有处理时间短、设备简单等优点。此外，低温等离子体 技术在去除空气中的微颗粒物和细菌方面也表现出良好的效果，为室内空气质量 的改善提供了有力支持。
文献综述
近年来，低温等离子体技术在高分子材料表面改性中的应用已经得到了广泛 的研究。国内外研究者分别从不同角度研究了低温等离子体对高分子材料表面性 能的影响。在低温等离子体作用下，高分子材料的表面会形成一层具有特殊性能 的薄膜，如疏水性、耐磨性、抗老化性等。这些研究为低温等离子体技术在高分 子材料表面改性中的应用提供了理论和实践依据。
结论与展望
本次演示通过对低温等离子体技术在高分子材料表面改性中的应用研究，发 现该技术可以有效地改善材料的表面性能，提高其亲水性、耐磨性和抗老化性。 然而，在实践应用中仍存在一些问题需要解决，如等离子体处理条件对材料表面 性能的影响尚不明确、设备成本较高等。
针对这些问题，未来的研究方向应包括：深入探讨低温等离子体技术在高分 子材料表面改性中的作用机制；优化等离子体处理工艺参数，提高处理效果和环 保性；研发新型的低温等离子体设备，降低设备成本；拓展低温等离子体技术在 高分子材料表面改性中的应用范围，如应用于生物医学、能源环保等领域。
2、提高生物材料的抗感染能力
感染是植入式医疗器械面临的主要风险之一。PDA具有抗菌和抗炎作用，可 以有效地提高生物材料的抗感染能力。例如，将PDA涂覆在聚乙烯表面的可以有 效降低大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等常见致病菌的粘附和生长，提高材料的抗感 染能力。
低温等离子体处理对聚酰亚胺纳米复合薄膜表面特性的影响
低温等离子体处理对聚酰亚胺纳米复合薄膜表面特性的影响徐萌1，安钊2，王野1，尹豪杰2，程高远2，张兴涛2（1.中车长春轨道客车股份有限公司，吉林长春130062；2.西南交通大学电气工程学院，四川成都610031）摘要：本文利用介质阻挡放电（DBD）试验平台产生低温等离子体，用低温等离子体改性聚酰亚胺（PI）纳米复合薄膜，对低温等离子体改性前后的纳米复合薄膜进行表面形貌、化学键结构、表面电导及耐电晕性能测试，研究薄膜表面特性的变化规律。
结果表明：表面改性后，纳米复合薄膜表面逐渐变粗糙，并出现微孔、不连续凸起物。
合理的等离子体改性时间可以在薄膜表面引入极性基团。
随着改性时间的增加，接触角逐渐减小，表面能和表面电导率逐渐加大，耐电晕寿命增加到一定程度随后逐渐减小。
当等离子体改性时间为10s时，改性后的纳米复合薄膜的耐电晕寿命比未改性的纳米复合薄膜提高了15.7%。
经过低温等离子体改性后，纳米复合薄膜表面相比纯PI薄膜表面更加均匀，改性后的纳米复合薄膜具有表面能小、表面电导率大的特性。
较大的表面电导率会加快纳米复合薄膜表面电荷消散的速度，避免局部场强的集中产生表面放电，从而提高了薄膜的耐电晕寿命。
要获得相同的改性效果，纳米复合薄膜需要的低温等离子体处理时间比纯PI薄膜稍长。
关键词：等离子体处理；聚酰亚胺；纳米复合；耐电晕寿命中图分类号：TM215.3；TQ323.7文献标志码：A文章编号：1009-9239（2021）05-0047-07DOI:10.16790/ki.1009-9239.im.2021.05.007Effect of Non-thermal Plasma Modification on SurfaceCharacteristics of Polyimide Nanocomposites FilmXU Meng1,AN Zhao2,WANG Ye1,YIN Haojie2,CHENG Gaoyuan2,ZHANG Xingtao2(1.CRRC Changchun Railway Vehicles Co.,Ltd.,Changchun130062,China;2.School of Electrical Engineering,Southwest Jiaotong University,Chengdu610031,China)Abstract:In this paper,the low-temperature plasma was generated by DBD test platform,and the polyimide(PI) nanocomposite film was modified by the low-temperature plasma.The surface morphology,chemical bond structure,surface conductivity,and corona resistance of the nanocomposite film before and after the low-temperature plasma modification were tested to study the change law of the film surface characteristics.The results show that after surface modification,the nanocomposite film surface becomes rough gradually,and there are micropores and discontinuous protrusions appeared.Polar oxygen-rich groups were introduced on the surface by plasma modification with appropriate modification time.With the increase of modification time,the contact angle decreases,the surface energy and surface conductivity increase,and the corona resistance life increases at first and then decreases.When the low-temperature plasma modification time is10s,the corona resistance life of the modified nanocomposites film is15.7%higher than that of the unmodified nanocomposites film.After modified by the low-temperature plasma,the nanocomposite film has more uniform surface than the pure PI film,and the modified nanocomposite film has the characteristics of small surface energy and large surface conductivity.The large surface conductivity will accelerate the dissipation speed of surface charge of the nanocomposite film,avoid收稿日期：2020-08-21修回日期：2020-10-31作者简介：徐萌（1988-），男（蒙古族），辽宁葫芦岛人，工程师，主要从事轨道交通牵引系统的研究。
NH3等离子体特性及表面改性PAN超滤膜
NH3等离子体特性及表面改性PAN超滤膜樊琰;李茹;李秋怡;张琪【摘要】针对超滤膜表面易受蛋白质污染的问题,采用低温氨等离子体改性聚丙烯腈(PAN)超滤膜,对放电过程中N H 3等离子体进行光谱诊断.通过测定改性前后膜接触角、纯水通量和 BSA通量等指标,分析等离子体改性后超滤膜亲水性和抗污染性能的变化.结果表明,功率120 W,处理时间120 s,接触角由原膜的57°降至20°,纯水通量、BSA通量和截留率均明显增大,等离子体改性能够有效提高超滤膜的亲水性和抗污染能力.通过双谱线法计算得出,等离子体放电过程中,电子温度随功率的增大而减小;随着压强的增大,电子温度逐渐升高.%As ultrafiltration membrane surface is susceptible to protein fouling,Polyacrylonitrile(PAN)ultrafiltration membrane was modified by low temperatureNH3plasma,and the NH3 plasma was diagnosed during the discharge process.The hydrophilicity and anti-fouling ability of the plasma modified ultrafiltration membrane were analyzed by using the contact angle of the membrane,pure water flux and BSA flux and other indicators before and after modification. The results show that the contact angle is reduced from 57°to 20°,and that pure water flux, BSA flux and interception rate significantly increase,when the power is 120 W and the treat-ment time is 120 s.The hydrophilicity and anti-pollution ability are effectively improved by plasma modified.During the plasma discharge process,calculated by the bispectrum method,the electron temperature declines with the increase of the power,but grows with the increase of pressure.【期刊名称】《西安工程大学学报》【年(卷),期】2018(032)001【总页数】6页(P51-55,60)【关键词】NH3等离子体;超滤膜;发射光谱;电子温度;抗污染性【作者】樊琰;李茹;李秋怡;张琪【作者单位】西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TQ316.60 引言聚丙烯腈(PAN)由于具有良好的耐菌性、耐候性及热稳定性[1],被广泛应用于物质的分离与浓缩等领域.但因为膜材料本身疏水的缘故,PAN超滤膜表面亲水性较差,容易吸附蛋白质等大分子,造成膜通量下降的现象[2-4],而低温等离子体改性是解决这一问题的有效方法,在膜表面引入多种极性基团,提高膜的亲水性和抗污染能力[5-6].胡兵[7]利用空气等离子体表面改性聚丙烯微孔膜,接触角由原膜的100°降低至40°,亲水性明显提高. Kim等[8]利用低压氨等离子体表面改性薄膜复合膜(TFC),改性后膜表面亲水性得到改善,抗污染能力明显增加.低温等离子体作用在材料表面时,会产生一系列复杂的物理化学过程.因此,了解等离子体放电特性和特征参数,对等离子体技术在材料改性方面的应用具有重要意义.目前常用的诊断方法包括Langmuir探针法和发射光谱法[9-10]等,光谱法因其简单实用且不会对等离子体造成干扰得到研究者们的青睐.杨鹏[11]利用发射光谱法,采集原子、离子谱线研究等离子体电子温度和电子密度等特征参数随射频功率的变化. Dobrea等[12]利用光谱法诊断微波等离子体,在相对较低的压力下,微波等离子体放电可以获得90%的高分解效率. Laslov等[13]通过采集铜、铟原子谱线,对大气压下火花放电等离子体进行诊断,考察等离子体的光谱辐射特性.本文采用低温氨等离子体表面改性PAN超滤膜,通过对改性前后膜接触角和通量的测定,分析低温等离子体改性后膜亲水性和抗污染性能的变化,并利用发射光谱法实时诊断等离子体,分析放电功率和压强对等离子体电子温度的影响.1 实验1.1 材料与设备1.1.1 材料与试剂 PAN超滤膜(深圳市嘉泉膜滤设备有限公司,0.1 μm)，牛血清蛋白(BSA,国药集团化学试剂有限公司).1.1.2 设备等离子体放电装置：一台自制极限真空度为5×10-5 Pa的高真空远程等离子体实验设备,采用电感耦合放电方式,超滤膜改性在等离子体反应室(直径55 mm,长1 m的石英玻璃管)中进行,射频电源为SY-1型1 000 W射频功率源,与SP-I型射频匹配器配合.1.2 等离子体改性1.2.1 PAN膜预处理裁剪好的PAN膜置于丙酮中震荡清洗20 min,去除膜表面的化学物质及油渍等;将膜取出再放入蒸馏水中震荡洗涤1 h,并放置40 ℃烘箱中12h.干燥后的超滤膜保存在密封袋中,以备后期改性实验用.1.2.2 NH3等离子体改性将PAN膜放置在玻璃板上,并一同放入等离子体反应室. 流量计阀关闭,打开等离子体设备电源,预热15 min,开启真空泵,抽到压强为20 Pa 时通入氨气,清洗3次后待压强再一次稳定在20 Pa后开始放电,放电过程中使用三光栅扫描光谱仪采集光谱,在不同功率和处理时间下改性超滤膜.最后将处理过的膜样品取出,室温下静置30 min后进行接触角及通量测定.1.3 膜性能测试1.3.1 亲水性超滤膜亲水性由接触角表征.使用接触角测量仪(德国克吕士KRUSS Sa100),采用静滴法测定PAN超滤膜表面的纯水接触角.每个样品至少测量5次,取平均值.1.3.2 分离性能和抗污染能力测试膜通量用MSC 300杯式超滤器(体积300 mL,有效截留面积36.3 cm2)测量.采用氮气加压,操作压力保持在0.1 Mpa,测量纯水通量(J0),经过5次记录值稳定后,取样停止.之后测量BSA通量(Jp)、过滤BSA后纯水通量.计算如式(1)所示：(1)其中,J为超滤膜通量(L/m2·h);Vt为t时间内流出液体积(L);A为有效膜面积(m2);t 为实际操作时间(h).通量衰减率为1-Jp/J0.衰减率越小,表明膜受到污染的程度越小.1.4 等离子体电子温度选择N元素的两条特征谱线,利用发射光谱强度的比值计算电子温度,计算如式(2)所示：(2)其中，下标1,2分别表示第一、第二条谱线；I为谱线的光谱强度；k为玻尔兹曼常数；λ为波长；g为统计权重；A为跃迁几率；E为激发能；Texc为电子温度.A,g,E值可从物理常数手册中查到.2 结果与讨论2.1 等离子体改性条件对接触角的影响利用NH3等离子体表面改性PAN超滤膜,研究不同处理条件(放电功率,处理时间)对超滤膜表面接触角的影响.等离子体处理时间90 s时,PAN超滤膜表面接触角随放电功率的变化趋势如图1所示.从图1可以看出，随着放电功率的增大,接触角随之减小,当等离子体放电功率超过120 W后,膜的接触角增大,改性效果变差.因为放电功率较小时,在膜表面引入的极性基团较少,等离子体活性粒子能量较低,改性作用不明显;随着功率的增大,在膜表面引发的自由基反应更充分,生成的极性基团量增加,使膜表面亲水性增强.但随着功率进一步增加并超过120 W后,电子与气体分子间碰撞加剧,致使活性粒子能量降低,甚至发生猝灭进而失去活性[1],导致膜表面接触角增大,亲水性能减弱.保持放电功率120 W,接触角随时间的变化趋势如图2所示.从图2可以看出，处理时间由60 s增至180 s过程中,接触角先减小后增大,在处理时间120 s，膜样品.这是因为处理时间适当增大,等离子体中自由电子获得动能,加速与膜表面大分子链撞击,引入更多的极性基团,亲水性明显改善,但处理时间过长,膜表面的刻蚀作用明显,对生成的基团又有一定程度的破坏,接触角进一步增大.图 1 接触角随功率的变化图 2 接触角随时间的变化 Fig.1 Variation of contact angle with power Fig.2 Variation of contact angle with time图 3 通量静态分析图Fig.3 Flux static analysis diagram of PAN membrane modified2.2 通量及抗污染性将原膜、等离子体改性(放电功率120 W,处理时间120 s,膜样品位于65 cm处)后的PAN超滤膜进行通量测试,纯水通量、BSA通量及过滤BSA后纯水通量的变化如图3所示.从图3可以看出,等离子体改性聚丙烯腈超滤膜后,膜的纯水通量、BSA 通量和过滤BSA后纯水通量分别为33 L/(m2·h)，19 L/(m2·h)和21 L/(m2·h),与原膜相比通量显著增加,超滤膜表面亲水性明显改善,蛋白质分子不易在膜表面附着,抗污染性能和渗透性能也进一步提高.原膜:截留率86%,通量衰减率68%;等离子体:截留率98%,通量衰减率43%.纯水通量和BSA通量的增大,表明等离子体改性虽然改变了膜表面结构,但刻蚀作用并不明显,改性后膜孔径减小,对大于膜孔径的蛋白质分子有很好的截留效果.低温等离子体改性后,聚丙烯腈超滤膜的通量衰减率由原膜的68 %降低至43 %,因为等离子体能够引发超滤膜表面的自由基反应,在膜表面生成羰基(CO)和羧基(—COOH)等亲水性基团,基团可与周围水分子结合形成亲水界面,减少蛋白质在膜表面的沉积[14],因此,通量衰减率的降低表明等离子体改性提高了超滤膜的抗污染能力.2.3 光谱诊断2.3.1 等离子体发射光谱测定膜样品位于65 cm处,保持压强20 Pa不变,等离子体发射光谱随放电功率的变化如图4所示.从图4可以看出，在不同功率条件下,发射谱线的出峰位置一致,主要集中在300～400 nm范围内，波长335 nm处出现等离子体发射谱线的最高峰，随着功率的增大,谱线相对强度也逐渐增大.功率120 W,发射光谱随压强的变化规律如图5所示.从图5可以看出，N元素的特征谱和连续谱均没有出现线移.随着压强的增加，处于激发态的粒子数减少，由激发态向基态跃迁并发射光谱线的几率降低，因而光谱的相对强度逐渐减小.图 4 等离子体发射光谱随功率的变化图 5 等离子体发射光谱随压强的变化Fig.4 Variation of plasma emission spectrum Fig.5 Variation of plasma emission spectrum with power with pressure2.3.2 电子温度随放电功率和压强的变化波长在200～800 nm之间,选择波长为310 nm和335 nm两条谱线,找出其对应的元素NⅢ,所需的A,g,E值见表1.从表1可以看出，根据式(2)计算出等离子体电子温度,其中310 nm为A谱线,335 nm 为B谱线.表 1 N原子谱线参数Table 1 Parameters of N spectrumNⅢ原子谱线实测波长/nm理论波长/nmEk/eVgkAk/s-1A3103109149686519×104B3353358839342305×104电子温度随放电功率和压强的变化规律如图6所示.从图6可以看出，保持压强不变,放电功率由80 W增至160 W过程中,电子温度逐步降低并最终趋于平缓,随着放电功率的增大,电子的平均动能增大,加剧了带电粒子间的库伦碰撞和带电粒子与中性粒子间的非弹性碰撞,电子能量减少,最终导致电子温度降低.但随着压强的增加,等离子体电子温度逐渐增大,呈现整体上升趋势.电子温度从15 Pa下的2.5×104 K 增加到20 Pa下的2.7×104 K,在25 Pa处略有降低,之后随着压强的增大,电子温度迅速增加,在35 Pa时电子温度增至3.2×104 K.这是因为放电功率保持120 W 不变,N原子随着压强的增加,被激发的程度愈来愈强,从而导致电子温度逐渐升高. 图 6 电子温度随放电功率和压强的变化Fig.6 Variation of plasma electron temperature with power and pressure在压强20 Pa,放电功率120 W,处理时间120 s的条件下,等离子体改性后膜接触角出现最小值,此时电子温度为2.7×104 K．通过对改性后膜接触角的分析可知,随着功率的增加,粒子间有效撞击频率增加,在120 W时活化性最优,但随着功率的进一步增大,粒子间碰撞加剧并失去活性,膜表面亲水性能降低,接触角开始增大,而电子温度的降低也是因为随着功率的增加,碰撞效应持续增强的缘故,因而等离子体电子温度的变化可以解释膜改性效果的差异性.3 结论(1) 当PAN超滤膜改性条件为压强20 Pa,放电功率120 W,处理时间120 s，膜样品位于65 cm时，接触角最小,由原膜的57°降为20°,膜的亲水性能明显提高. (2) NH3等离子体改性后膜的纯水通量、BSA通量、截留率均高于原膜，表明改性膜的渗透性能和抗污染能力增强.(3) 改变放电功率和压强,等离子体发射光谱的谱线未发生线移,仅相对强度发生变化.保持压强20 Pa不变,等离子体电子温度随功率的增加而减小;在放电功率120 W条件下,改变放电体系压强,随着压强的增大,电子温度也随之增大.参考文献(References)：[1] 张丽巧,李茹,王娜,等.低温氨等离子体改性聚丙烯腈超滤膜的研究[J].西安工程大学学报,2016,30(1):28-32.ZHANG L Q,LI R,WANG N,et al.Modified PAN ultrafiltration membranes with low-temperature NH3 plasma[J].Journal of Xi’an Polytechnic University,2016,30(1):28-32.[2] 邓慧宇,陈庆春,马建国.聚丙烯腈及丙烯腈共聚物膜表面改性研究进展[J].高分子材料科学与工程,2008,24(2):1-5.DENG H Y,CHEN Q C,MA J G.Development of the surface modification of polyacrylonitrile and acrylonitrile based copolymers membranes[J].Polymer Materials Science and Engineering,2008,24(2):1-5.[3] GOOSEN M F A,SABLANI S S,HINAI H A,et al.Fouling of reverse osmosis and ultrafiltration membranes:A critical review[J].Separation Science and Technology,2004,39(10):2261-2298.[4] 肖军,韩素玉,冯建阔,等.等离子体改性聚偏氟乙烯超滤膜的研究[J].上海塑料,2012(3):37-40.XIAO J,HAN S Y,FENG J K,et al.Study on plasma modification of polyvinylidene fluoride ultrafiltration membrane[J].ShanghaiPlastics,2012(3):37-40.[5] 杨牛珍,王英特,郭明远,等.聚丙烯腈超滤膜低温氧等离子体表面改性[J].西北纺织工学院学报,2000,14(3):314-317.YANG N Z,WANG Y T,GUO M Y,et al.PAN ultrafiltration membrane surfacemodification by low-temperature plasma treatment with oxygen[J].Journal of Northwest Institute of Textile Science and Technology,2000,14(3):314-317.[6] 颜婧,王玥,冯建明,等.空气等离子体处理时间对聚丙烯腈微孔膜微观结构与亲水性的影响[J].塑料工业,2015,43(11):43-46.YAN J,WANG Y,FENG J M,et al.The effect of air plasma treated time on microstructure and hydrophilcity of polypropylene microporous membranes[J].China Plastics Industry,2015,43(11):43-46.[7] 胡兵.聚丙烯微孔膜表面的气体等离子体改性[J].池州学院学报,2011,25(3):28-30.HU B.Surface modification of polypropylene microporous membrane to improve its antifouling charaterietics in an SMBR through air plasma treatment[J].Journal of Chizhou College,2011,25(3):28-30.[8] KIM E S,YU Q,DENG B.Plasma surface modification of nanofiltration (NF) thin-film composite (TFC) membranes to improve anti organicfouling[J].Applied Surface Science,2011,257(23):9863-9871.[9] 戴阳,吴卫东,高映雪.Langmuir探针诊断低压氢等离子体电子密度与温度[J].强激光与粒子束,2010,22(6):1234-1238.DAI Y,WU W D,GAO Y ngmuir probe diagnosis of hydrogen plasma induced by helicon-wave under low pressure[J].High Power Laser and Particle Beams,2010,22(6):1234-1238.[10] 宋漪,楼国峰,张帆.氩气/甲烷/空气介质阻挡放电等离子体的发射光谱诊断[J].光谱学与光谱分析,2017,37(4):1237-1242.SONG Y,LOU G F,ZHANG F.Emission spectrum diagnosis ofArgon/Methane/Air dielectric barrier discharge plasma[J].Spectroscopy and Spectral Analysis,2017,37(4):1237-1242.[11] 杨鹏.射频感应耦合等离子体辅助非平衡磁控溅射的Langmuir探针和发射光谱诊断[D].大连:大连理工大学,2010:44-49.YANG P.The diagnose of ICP assisted unbalanced magnetron sputtering with langmuir probe and emission spectrum[D].Dalian:Dalian University of Technology,2010:44-49.[12] DOBREA S,MIHAILA I,TIRON V,et al.Optical and mass spectrometry diagnosis of a CO2 microwave plasma discharge[J].Romanian Reports in Physics,2014,66(4):1147-1154.[13] LASLOV G,SGHUAIBOV A,SZEGEDI S,et al.Spectroscopic diagnostic of spark discharge plasma at atmospheric pressure[J].Chemistry and Chemical Engineering,2014,26(3):302-305.[14] 程强.两性离子改性聚丙烯腈膜抗蛋白质污染性研究[D].北京:北京化工大学,2013:2-6.CHENG Q.Polyacrylonitrile-based zwitterionic ultrafiltration membrane with improved anti-protein fouling capacity[D].Beijing:Beijing University of Chemical Technology,2013:2-6.。
低温等离子体引发聚丙烯薄膜气相接枝丙烯酸
低温等离子体引发聚丙烯薄膜气相接枝丙烯酸王月然;王振欣;魏俊富;程春祖;任婉婷;付中玉;李健;聂锦梅【摘要】利用等离子体处理聚丙烯(PP)薄膜后在气相环境中引发丙烯酸在其表面接枝聚合.实验结果表明,接枝处理15 min即可使PP薄膜的接触角从97°降至32°,说明亲水性大幅提高.红外光谱和扫描电镜分析表明,丙烯酸已接枝在PP薄膜表面,生成了众多l～2 μm的凸起物.经l0 min沸水处理后,接枝PP薄膜的水接触角无明显增加,揭示出气相接枝可有效克服单纯等离子体处理存在的时效性问题.在55℃下接枝丙烯酸15 min,PP薄膜的接枝率和接触角可分别达到0.45%和32°,是较优的接枝反应条件.%Low temperature gas plasma-induced graft polymerization of acrylic acid (AAc) onto polypropylene (PP) film was performed. The experimental results showed that 15 minutes' grafting was sufficient enough to decrease the water contact angle ( WCA ) of PP film from 97° to 32°, which indicated a great improvement in its hydrophilicity. FTIR-ATR and SEM studies confirmed the grafting of AAc onto PP film, which resulted in the formation of many bump-like substances in a size of 1 -2 μm. The WCA did not increase significanfiy even after being treated in the boiling water for 10 min, which indicated that the ageing effect of merely plasma-treated PP film was effectively overcome. After grafting for 15 rain at 55 C, the degree of grafting and WCA of the grafted sample reached 0. 45％and 32°, respectively.These parameters were regarded as optimum grafting conditions.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2011(032)005【总页数】6页(P10-15)【关键词】低温等离子体;气相接枝;表面改性;亲水性;丙烯酸【作者】王月然;王振欣;魏俊富;程春祖;任婉婷;付中玉;李健;聂锦梅【作者单位】天津工业大学改性与功能纤维重点实验室,天津300160;天津工业大学改性与功能纤维重点实验室,天津300160;天津工业大学改性与功能纤维重点实验室,天津300160;中国纺织科学研究院生物源纤维制造技术国家重点实验室,北京100025;中国纺织科学研究院生物源纤维制造技术国家重点实验室,北京100025;北京服装学院服装材料研究开发与评价北京市重点实验室,北京100029;北京服装学院服装材料研究开发与评价北京市重点实验室,北京100029;北京服装学院服装材料研究开发与评价北京市重点实验室,北京100029【正文语种】中文【中图分类】TS195.67一些通用高分子材料，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚四氟乙烯(PTFE)等，由于自身的特点［1］在某些领域的使用受到限制。
利用低温等离子体进行聚砜膜的表面改性
利用低温等离子体进行聚砜膜的表面改性
詹劲;郭志刚;王保国;蒲以康;刘铮
【期刊名称】《化工学报》
【年(卷),期】2004(55)5
【摘要】利用低温等离子体引发接枝反应,在表面带负电的聚砜膜上引入带正电的单体聚合物,从而减少膜表面净电荷.通过测定膜的电渗流量来确定其表面电荷以作为膜表面改性效果的定量评价标准.考察了照射时间、照射功率和接枝反应时间对膜改性效果的影响,并对比了原膜与改性膜的膜污染特性.结果表明,改性后的膜表面净电荷减少,抗污染特性提高.
【总页数】5页(P747-751)
【作者】詹劲;郭志刚;王保国;蒲以康;刘铮
【作者单位】清华大学化学工程系;清华大学电机工程与应用电子技术系,北
京,100084;清华大学化学工程系;清华大学电机工程与应用电子技术系,北
京,100084;清华大学化学工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028
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低温氧等离子体对PET薄膜的表面改性研究
低温氧等离子体对PET薄膜的表面改性研究解林坤;杜官本;代沁伶;柴希娟;刘刚连【期刊名称】《塑料工业》【年(卷),期】2011(39)10【摘要】采用氧气低温等离子体,在工作压力为20Pa,功率为60W的条件下对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜进行了表面改性,借助接触角、X射线光电子能谱仪、扫描探针显微镜、差示扫描量热仪对薄膜改性前后的性能进行了分析和表征.结果表明,处理后的薄膜表面引入了C-N、N-C =O、C=O等新的极性官能团,接触角显著减小；薄膜表面出现了圆锥状或圆球状的突起,粗糙度增加；薄膜的热性能(主要是结晶度)发生了改变.%The surface of PET film was modified using low temperature O2 plasma under the condition of working pressure of 20 Pa and treatment power of 60 W. The changes of the properties of the film before and after modification were analyzed with water contact angle measurement, XPS, atomic force microscopy (AFM) , DSC. The results showed that the contact angles decreased obviously after modificationand the surface of PET film formed some polar groups such as C-N, N-C=O, C =O, etc. Moreover, the surface roughness was improved and appeared conical or globular protuberances; the thermal behaviors( mainly crys-tallinity) were changed after treatment by low temperatureO2 plasma.【总页数】4页(P44-47)【作者】解林坤;杜官本;代沁伶;柴希娟;刘刚连【作者单位】西南林业大学材料工程学院,云南昆明650224;西南林业大学材料工程学院,云南昆明650224;西南林业大学材料工程学院,云南昆明650224;西南林业大学材料工程学院,云南昆明650224;西南林业大学材料工程学院,云南昆明650224【正文语种】中文【中图分类】TQ323.4+1【相关文献】1.低温等离子体处理聚酯(PET)表面润湿性与表面结构的研究 [J], 陈杰瑢2.PET薄膜表面改性研究进展 [J], 杨兴娟;修志锋;尤丛赋;张超;常燕3.玄武岩纤维的低温等离子体表面改性研究 [J], 李琦娴;杨建忠;焦海娟4.脉冲等离子体对PTFE薄膜的表面改性研究 [J], 陈义龙;何翔5.低温等离子体改善血液透析中空纤维膜——(Ⅰ)氧等离子体对聚丙烯中空纤维膜的表面改性 [J], 杨明京;周成飞;乐以伦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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水体系的分离性能．
收稿 日期 ： ０ ４ ０ ９ 修改稿收到 日期 ： ０ ４—１ —１ ２ ０ —１ —０ ； ２０ １ ８ 基金项 目：国家 ８３项 目（０ ３ ３ ８ ２ ） 国家 ９ ３项 目（０ ３ Ｂ １７ １ ； ６ ２０ ＡＡ ２ ０ ０ ； ７ ２ ０ Ｃ ６ ５ ０ ） 国家 自然科学基金项 目（２２ ６ ３ ） ０ ７ ０ ４ 作 者简介 ： 陈 剑 （９ ０一） １８ ，男 ，河南信 阳人 ， 硕士生 ．＊ 通讯联系人 ， ｉ ｉｇ ａｌ ｓ ＿ ｕ ．ｄ ．ｎ ｌｉ ｎ ＠ｍ ｉ ｔｉ ｈ ａｅｕ ｃ ｊ ｄ ． ￣ ｇ
氮 乙烯吡咯 烷 酮 （ Ｐ ． ＮＶ ）通过 傅 立叶红 外 光谱 、 Ｓ Ｘ Ｓ对 Ｐ Ｄ Ｃ、 Ｐ ＡＮ 改 性 膜进 行 了表 征 ， 究 了 研 单体 浓度 、 温度 、 接枝 时 间对 Ｐ Ｎ 改 性 膜 纯 水 通 量 的影 响 ， 察 了在 不 同 单体 接 枝 温 度 下 ， Ａ 考
Ｐ ＡＮ 改性膜 对 Ｎａ １Ｍｇ Ｏ Ｃ 、 Ｓ ４混合 盐体 系的分 离性 能 ．
关 键词 ：液相接 枝 ； ＡＮ膜 ；等 离子体 ； Ｐ Ｐ ＮＶ
中图分 类 号 ： ２ ． ＴＩ ８ ８ 文献 标识 码 ： Ａ
国内外研究 人 员 曾采用 低温 等 离子体技 术 对 聚
合物膜表面进行修饰 ， 常分为等离子体照射处理 通 和等 离子体 接枝 ．
低温等 离子体液相接枝 ＮＶ Ｐ改性 Ｐ ＡＮ膜
陈 剑 ， 李继定 ， 王 鼎 ， 赵之 平 ，陈翠仙
（ 清华 大学 化 学工程 系 膜技 术 工程研 究 中心 ， 京 １０ ８ ） 北 ００ ４ 摘 要 ：采 用液相 等 离子 体接枝技 术改性 聚 丙烯腈 （Ａ 膜 ， Ｐ Ｐ Ｎ） 在 ＡＮ 膜表 面引入 亲水 性 单体
量． 用丙酮抽提 １ｈ以除去膜 中的残余 Ｄ ． ＭＦ 制备 得到 的非对 称超 滤膜 ， ０ ２ＭＰ 下 室 温水 通量 为 其 ． ８ １５ｋ ／ｍ２ ｈ ， 混 合 盐 （ ．３ｍｏ／ Ｓ ４ ２ ｇ （ ． ） 对 ０ ０ ｌＬ Ｍｇ ０ ＋ ０ ０ ｏ ＬＮ ａ） ．２ｍ ｌ ａ 水溶液体系的脱盐率为１ ．３ ／ ６０ ％． １ ２ 等离子 体 改性装 置 ．
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迄 今 为止 ， 已先 后 用 于 亲 疏水 改性 以及 制 备 反 渗透膜 … 渗透 汽化 膜 ［３和气体 分 离膜 ［，等 ． — Ｉ、 ２］ ， ］ Ｕｌ
１ 实验部 分
１ １ 实验原 料 ．
聚丙 烯腈 ， 海金 山化 工 厂 ， 中含 有 ６ 甲基 上 其 ％ 丙烯 酸 甲酯 和 ０ ３ ． ％甲基 丙烯 磺酸 钠共 聚体 ． Ｎ一乙
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第２ ６卷 第 ３期 ２０ ０ ６年 ６月
膜
科
学
与
技
术
Ｖｏ ＿ ６ Ｎｏ ３ห้องสมุดไป่ตู้Ｉ２ ．
Ｍ旺Ｍ ＢＲＡＮＥ ＣＩ ＮＣＥ ＡＮＤ Ｓ Ｅ ＴＥＣ ＨＮＯＬ Ｘ￣ （ Ｙ
Ｊ ｎ．２ ０ ｕ ０６
文章 编号 ：０ ７—８ ２ （０ ６ ０ １０ ９ ４ ２ ０ ｝３—０ ０ —０ ０７ ５
烯吡咯烷酮 ， 析纯 ， 分 上海胜 浦新材料 有限责任公 司． 酮 ， 丙 分析 纯 ， 京世 纪红 星化 工有 限 责任 公 司 ． 北 氩气 ， 高纯 （９ ９ ％）华元气体化工公司． ９ ．９ ， 无水硫酸
镁 ， 析纯 ， 分 北京 北化 精 细化 学品有 限公 司 ． 氯化 钠 ， 分析 纯 ， 京北 化精 细化 学 品有 限 公 司 ． 北 Ｐ ＡＮ 超 滤膜 （ ５ｏｏ 通 过相 转 化 法 制备 Ｍ ：７ ｏ ） 得 到 ， 剂为 ＤＭＦ，５℃ 的水 为 凝 固 浴 ． 铸 膜 液 溶 ２ 在 中添加 了分子 量 为 ６０的 Ｐ Ｇ作 为 致 孔 剂 ． Ａ ／ ０ Ｅ Ｐ Ｎ Ｐ Ｇ伽 Ｅ 体 系 的 质量 分 数组 成 是 ：４ Ｐ ， １％ Ａ Ｎ １ ％ Ｐ Ｇ 以及 ７ ％ Ｄ ４ Ｅ ２ ＭＦ， 添加 致孔 剂 能 增 加膜 通
ｂｉ ｔ Ｂ ｌ ｒ 等［ 通过氦 低温等离子体照射 ｒｈ 和 ｅｏ ｃ ｆｔ ６ ］
处理 ， 改善 了膜 的亲水 性 能 ． 此外 ， 们对 Ｐ Ｎ 超滤 他 Ａ 膜 和聚砜 超滤 膜 表 面氦 或 水 低 温 等 离 子体 处 理 后 ， 膜 的孔 径增 大 ， 通量 得 到改善 ， 蛋 白质 的截 留下 水 而 降， 进一 步研究 了分别 接枝 ２一基 一基 甲基丙 烯 酸 、 丙烯 酸 、 甲基丙 烯 酸单 体 对 膜 透 水 性 和 蛋 白质 截 留 率 的影 响 １ ７． Ｎ ＶＰ的分子 结构 中含 有活 泼 的乙烯 基 、 水 性 亲 基 团 Ｎ 和羰 基 以及 疏水 性 基 团烃 基 和环 烃 基 ， 有 具 优 良的溶解性 、 膜 性 、 聚合 性 利 用 低 温等 离 成 易 ８． 子体 接枝 改性 ＿ 术 ， Ｐ ９技 ９ Ｊ 将 ＡＮ 膜 通 过 等 离 子 体 照 射 后 ， 通人 液相 接枝 单体 Ｎ 再 ＶＰ， 进行 接 枝 改性 ． 在 气相 接枝 改性 研究 的基 础上 【 实验 中 固定 了等 离 １， ０ Ｊ 子体 照射条 件 （ 照射 功 率 ５ ， 射 时 间 ６ ）研 ０ｗ 照 ０Ｓ ， 究 单体 浓度 、 接枝 时 间 、 接枝 温 度 对 Ｐ ＡＮ 膜 接 枝 改 性 的影响 ， 测定 了改性 膜 对Ｎａ １ＭｇＯ４ 并 Ｃ、 Ｓ 混合 盐 ／