疏水性有机膜的亲水改性及应用研究进展
有机聚合物膜的抗污染亲水改性研究进展
1.引言随着全球人口和经济的增长、工业化不断推进，水资源短缺和水污染问题越发突出，水处理工业的发展程度成为制约社会进步的重要因素。
近年来，以微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析等为代表的膜法水处理技术，因具有占地面积小、处理能力强、出水水质好等优点，成为饮用水及污废水处理领域的研究热点。
然而，膜技术在水处理领域的大规模推广仍然面临诸多挑战，其中，膜污染是最突出的问题。
膜组件运行过程中会产生界面浓差极化、形成滤饼层和膜孔堵塞等膜污染现象，导致膜的通量和工艺产水率降低，膜组件使用寿命减少，工艺成本增加。
通过对原水进行预处理或调节膜组件运行参数，可达到减缓膜污染速率的目的。
但从根本上解决膜污染问题，需要从膜材料的研制出发，增强膜本身的抗污染能力。
以目前最常见的聚偏氟乙烯（PVDF）和聚醚砜（PES）有机聚合物膜为例，它们具有良好的物理、化学稳定性，但本身疏水性较强，与水分子的亲和力较差，一方面使得膜的纯水通量较低，另一方面膜表面无法形成水分子薄层，各类原水中普遍存在的有机疏水性污染物容易直接接触膜表面，造成膜孔吸附和堵塞。
因此，增加有机聚合物膜材料的亲水性，成为提高其抗污染性能的重要手段。
本文将有机聚合物膜的抗污染亲水改性分为表面改性和共混改性两大类，分别对相关研究进行综述。
2.膜的表面亲水改性膜材料的表面亲水改性是指在制备的原膜表面通过物理、化学手段引入亲水薄层或亲水官能团，从而提高膜的亲水性，达到增强膜的抗污染能力的目的。
表面改性的改性效果较好，且其作用范围仅为膜表面，不影响膜基体的基础性能。
通常表面改性又可分为两种，引入薄层的表面改性方法称为表面涂覆法，引入官能团则称为表面接枝法。
2.1表面涂覆法表面涂覆的原理是在疏水原膜表面吸附、交联或聚合成一层亲水涂层。
浸渍涂覆是表面涂覆改性的常用方法。
将原膜浸入一定浓度的待涂覆材料的溶液中，一定时间后取出即可实现膜的涂覆改性。
常见的涂覆材料包括聚乙烯醇、聚多巴胺等无毒、生物相容性好、反应条件温和、容易形成光滑涂层的有机材料，以及以Al2O3、TiO2、碳纳米管等为代表的性质稳定、亲水性良好的纳米材料。
疏水性油水分离膜及其过程研究进展_杨振生
Hebei Jiheng(Group) Pharmaceutical Company Limited，Hengshui 053000，Hebei，China）
Abstract： This paper summarized the types of hydrophobic porous membrane for oil/water separation， including conventional membranes and highly hydrophobic/superolephilic membranes. Conventional membranes are for microfiltration，ultrafiltration and nanofiltration process currently. With greater water contact angle (≥120 ° ) ， the highly hydrophobic/superolephilic membrane have highly hydrophobic surface and cover modified meshes，modified fibers，modified filter paper，composite membranes and asymmetry membranes. It is possible that the fouling resistant membrane for oil/water separation lies on highly hydrophobic/superolephilic membranes. Principles and current applications of oil/water separation process with hydrophobic membrane were discussed. In disposition process of oily wastewater， the membranes take part in demulsification of O/W emulsion， coalescence of oil droplets， filtration of oil droplets and adsorption of oil molecules respectively. In purification process of watery oil，the membranes act as selective media，where continuous oil phase is permeated and water droplets is rejected. The preparation of highly hydrophobic/superolephilic membranes ， the systematic investigation to oil/water separation process and the large scale tests with industrial system，were also discussed. Key words：membranes；oil；waste water；separation；highly hydrophobic；superolephilic 油水分离是治理含油废水和含水油液的重要工 业过程，前者为“水中除油”，后者为“油中脱水”。 含油废水量大面广，在石油工业、制造工业、交通
纳米SiO_2疏水改性研究及应用进展
纳米SiO2疏水改性研究及应用进展王 倩1,刘 莉2,张 琴1(1 四川大学高分子科学与工程学院,成都610065;2 广州吉必时科技实业有限公司,广州510510) 摘要 由于与有机基体之间存在良好相容性,疏水纳米SiO2已成为一种广泛应用于有机材料中的重要无机纳米填料。
介绍了纳米SiO2疏水改性的原理方法,综述了纳米SiO2疏水改性最新研究进展及其在硅橡胶、涂料、塑料、化妆品等领域的应用情况,并对今后的研究发展提出了建议。
关键词 纳米SiO2 疏水 改性中图分类号:TQ424.26 文献标识码:BR esearch and Applications of H ydrophobic N ano SilicaWAN G Qian1,L IU Li2,ZHAN G Qin1(1 College of Polymer Science and Engineering,Sichuan University,Chengdu610065;2 Guangzhou G BS High2Tech&Industry Co.Ltd.,Guangzhou510510)Abstract For the fairly good compatibility with organic matrix,hydrophobic nano silica is now one of the most important inorganic nano fillers widely used in organic materials.The mechanism of hydrophobic modification of nano silica is introduced.The current research and applications in silicone rubbers,coatings,plastics and cosmetics,etc are summarized.Some advices for civil researchers are put forward.K ey w ords nano silica,hydrophobic,modification 纳米SiO2具有小尺寸效应、量子隧道效应、特殊光电性等特点,是一种无毒、化学稳定、耐高温的无机纳米填料,在橡胶、塑料、涂料、油墨、化妆品等领域有着重要应用[1]。
ZnO超疏水_超亲水可逆转化薄膜研究进展
ZnO 超疏水/超亲水可逆转化薄膜研究进展蘧广剑，辛炳炜* ，封从姝，刘赛，石键( 德州学院山东高校配位化学与功能材料重点实验室，山东德州253023)摘要:ZnO 纳米薄膜具有光响应的润湿性可逆转化现象，这种“智能开关”在许多领域具有重要意义，为此近年来ZnO 超疏水薄膜的制备引起了研究者的广泛关注。
一般是在ZnO 表面修饰一层表面张力较低的物质，通过降低表面自由能而获得超疏水表面。
然而常用的修饰物质如氟化物、硅烷等会不同程度地被ZnO 光催化分解。
为此一方面积极寻求光催化稳定的修饰层，另一方面制备具有特殊形貌的ZnO 纳米薄膜以期直接获取ZnO 超疏水薄膜。
由于离子液体的稳定性，利用其作为ZnO 的修饰层制备双响应薄膜，另外用HAc 调控制备“裸”Zn O超疏水薄膜。
对ZnO 润湿性能及其超疏水薄膜的制备研究进展进行了简要综述。
关键词:ZnO 薄膜;润湿性;超疏水表面;光响应可逆转化中图分类号:O614．24 文献标识码:A 文章编号:0258-3283(2014)10-0907-06表面浸润性(又称浸润性，W ett abi li ty)，是固体表面的一个重要特征［1，2］，它对工农业生产和人们的日常生活都有着重要意义。
润湿性通常用液体在固体表面的接触角(C A)来表征，一般来讲，当水与固体的接触角＜90°时为亲水性，＞90° 时为疏水性;其中两种极端情况:＜5°为超亲水，＞150°为超疏水，广泛应用于国防、工农业生产和日常生活等领域。
超疏水表面的制备有两个前提条件:1)表面材料具有低表面自由能;2 ) 具有合适的表面微纳结构。
超疏水性表面可以通过两种方法制备:一种是在低表面能材料的表面构建粗糙结构;另一种是在粗糙表面上修饰低表面能物质。
通过外界条件如光、电、热、pH 等改变疏水亲水状态的表面，叫做智能润湿性表面［3］，这种“智能开关”在微流体技术、无损液体传输、自清洁材料等许多领域具有重要意义，成为当今润湿性领域最重要的发展方向之一，国内外许多课题组已从生物仿生到实际应用等多方面设计合成了多种功能超疏水表面［4］。
仿生超疏水材料的研究进展及应用2400字
仿生超疏水材料的研究进展及应用2400字摘要：在仿生研究领域，许多奇特的微/纳生物表面现象给予人们大量的启示。
比如荷叶效应、水黾在水面上奔跑以及蝴蝶翅膀的自洁，引发了人们对超疏水材料的研究兴趣。
本文综述了仿生超疏水表面的润湿性原理、主要制备方法和应用。
毕业关键词：仿生超疏水；润湿性；制备方法；应用在时间的长河中，大自然不断地孕育生命，每一个生命体都具有其独特的艺术性、科学性。
人类在不断适应自然、认识自然的同时，逐渐开始研究自然。
仿生研究是人们学习自然，提高现有技术的有效手段。
在仿生研究领域，许多奇特的微纳生物表面现象给予了人们大量的启示与想象空间[1]。
比如荷叶效应[2] 、水黾在水面上奔跑以及蝴蝶翅膀的自洁[3]，引发了人们对仿生超疏水材料的研究兴趣。
1 润湿性原理固体表面的润湿性[4]对揭示表面亲、疏水性，强化表面疏水性能和制备疏水表面具有重要意义。
描述润湿性的指标为与水的接触角，接触角小于9O°，为亲水表面，接触角大于90°，为疏水表面，接触角大于150°，则称为超疏水表面。
Wenzel[5]假设液体始终填满固体表面上的凹槽结构，粗糙表面的表观接触角θ?与光滑平坦表面本征接触角θ存在以下关系：r（γs-g-γl-s）/γl-g=cosθ?=r cosθ，式中r是材料表面的粗糙度因子，为固液界面实际接触面积与表观接触面积之比。
而Cassie[6]认为疏水表面上的液滴不能填满粗糙表面上的凹槽，凹槽中液滴下存留空气，从而表观上的固液接触实际上是固液、固气接触共同组成，提出cosθ?=fs（1+ cosθ）-1，式中：fs是复合接触面中凸起固体面积与表观接触面积之比，其值小于1。
而Cassie和Baxter[7]从热力学角度得到适合任何复合表面接触的Cassie-Baxter方程cosθ?=f1cosθ1+ f2cosθ2，式中θ?是复合表面的表观接触角，f1、f2分别是两种介质在固体表面上所占面积的比例，θ1、θ2分别是2种介质界面间（固液、气液）的本征接触角。
纳米纤维素疏水改性的研究进展
吸附改性是选择具有疏水基团的大分子物质作为吸附剂,使其与纳米纤维素( NC) 表面的羟基产生 键合而降低 NC 亲水性并赋予其特定功能,属于物理改性方法[7] 。 1. 1 聚合物改性
吸附聚合物改性是指选择含有亲水性固定块和疏水性分散块的二嵌段共聚物,将其吸附在纳米纤 维素表面以达到疏水改性的目的。 Sakakibara 等[8] 将聚( 甲基丙烯酸月桂酯) -嵌段-聚( 甲基丙烯酸 2羟乙酯) ( PLMA-b-PHEMA) 和纤维素纳米纤维( CNF) 混合,以乙醇为分散剂进行改性,反应原理如图 1 所示。 得 到 的 复 合 材 料 疏 水 性 明 显 改 善, 且 机 械 强 度、 杨 氏 模 量 高、 抗 张 强 度 也 明 显 提 高。 Lozhechnikova 等[9] 先将亲水性的半乳葡甘露聚糖( GGM) 和疏水的脂肪酸及聚二甲基硅氧烷( PDMS) 合成共聚物 GGM-b-PDMS,再将该共聚物吸附在 CNF 表面以赋予疏水性,共聚物的吸附会减少 CNF 的 聚集,有助于在非极性溶剂中更好地分布。 Kontturi 等[10] 发现非质子溶剂吸附疏水性聚合物也可赋予 NC 疏水性,因此选用四氢呋喃( THF) 、庚烯、甲苯等作为非质子溶剂,聚苯乙烯( PS) 、聚三氟乙烯( PF3 E) 为疏水性聚合物,溶剂和浓度的不同对吸附后的纤维素水接触角产生不同影响,其中,当 PF3 E 在 THF / 甲苯中的覆盖率超过 50% 时,疏水性最好。
纳米纤维素( NC) 的直径在 100 nm 以下,根据制备方法的差异可分为纤维素纳米晶体( CNC) 、 细菌纳米纤维素( BNC) 以及纤维素纳米纤维( CNF) [1] 。 NC 不但保持了纤维素的高强度、高弹性模 量、低密度、高结晶度、高亲水性等基本特点,还具有纳米材料的结构特点,例如高长宽比、高比表面 积等[2] 。 NC 因其优异的性能得到广泛关注,可以利用其制备具有特定功能的复合材料,如可降解的 食品包装材料或抗菌的药物包装[3] ,在造纸、包装、食品工业、高分子材料等领域具有广阔应用前景。 但由于 NC 中存在大量的亲水性游离羟基,导致粒子间通过范德华力、氢键等作用发生团聚,使以 NC 为基材的复合材料不均匀且容易吸收环境中的水分,从而降低材料的力学强度[4] ,这极大地限制了 NC 的应用。 目前,对 NC 进行疏水改性,有效阻隔水分吸收是高分子材料和纤维素科学领域的研究 重点。 2,2,6,6-四 甲 基 哌 啶 氧 自 由 基 ( TEMPO ) 氧 化 法 是 纤 维 素 改 性 中 常 用 的 预 处 理 手 段[5] , TEMPO / NaBr / NaClO 氧化体系可以将 NC 中 C6 位上的伯羟基氧化成羧酸盐基团,得到氧化纳米纤维
PVDF膜的亲水改性研究
(2)膜材料本体改性:
直接在制膜材料中引入基团以从根本上改善PVDF的 亲水性，通常是对PVDF原料进行共聚接枝改性，或者采 用共混的方法加入各种添加剂以及一些两亲性共聚物
二.PVDF分离膜的改性方法
表面改性是从已成型的PVDF分离膜出发，采用表面 涂覆、表面化学处理、表面接枝等方法对PVDF分离膜进 行改性，该技术的特点是不改变膜本体的结构和性质，只 改善膜表面的亲水性、粘接性、生物相容性、抗污染性， 赋予PVDF表面新的功能。 表面接枝的三个手段： 紫外光接枝法（UV）改性 等离子体表面接枝改性
2. 等离子体表面接枝改性
• 等离子体表面处理是在等离子状态下非聚合性气体对高聚物材 料表面作用的物理过程和化学过程。目前已报道应用于等离子体的非 聚合性气体有CF3Cl、NH3、N2、O2、CO2,H2/N2、CF4/O2、空气、 He、Ar等。 • 其中反应性气体02和N2等，非反应性气体包括舡和He等惰性气体。 O2和N2可直接结合到大分子链上，从而改变材料表面的化学组成， 反应中生成了大量的自由基，借助自由基进行连锁反应不仅引入了大 量的含氧基团，如羟基、羧基和羰基，而且氧对材料表面的氧化分解 也起到了刻蚀作用，处理后的表面会发生链的断裂与烧蚀，同时高聚 物和自由基结合会产生表面交联。而非反应性气体Ar和He等惰性气 体的原子不能直接进入到高聚物表面的分子链中，但由于这些气体中 高能粒子轰击材料表面时传递能量，使材料表面产生大量自由基，这 些新生的自由基不仅会发生交联，而且由于其半衰期可达2~3天，因 此能与空气中的氧作用，导致氧结合到大分子链上，引入极性基团。
，赋予其更多的功能，增大膜的亲水性(润湿性)，提高膜的抗污染性
，对分离膜进行必要的亲水化改性以提高膜综合性能具有重要的意义 .
PVDF膜改性与及其在水处理中的应用
共混改性法
共混改性是将亲水性物质与PVDF粉料物理共混,通过制膜工艺制膜引入亲水性官能团。 目前,PVDF的共混改性主要包括与高聚物共混改性和与无机小分子共混改性。
Nunes等研究了PMMA共混改性PVDF微孔膜。PMMA中的酯基与PVDF之间有较强的氧键作用,拉近了相互之间的溶解度
参数,因为PMMA与PVDF之间有很好的相容性。实验(shíyàn)表明,适当的共混比能大幅提高膜的亲水性,增加水
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内容摘要
PVDF有机膜改性技术的研究进展。聚偏氟乙烯（Polyvinylidene fluoride，PVDF）是一种线型半结晶含氟聚合物，分子量一般为 40-80万，密度1.79g·cm-3左右，玻璃化温度-39℃，脆化温度-60℃ ，结晶熔点在 180℃以上，热分解温度高达 316℃，长期使用温度 范围为-50～150℃。由于 C-F 键长短，键能高（486KJ·mol-1）， 故具有耐酸碱腐蚀性、抗紫外光辐照性、良好的化学稳定性和较 大的机械强度。表面涂覆或浸渍(jìnzì)是选用亲水性材料,如涂料、 表面活性剂、醇等,对基膜进行涂覆或浸渍(jìnzì),从而在膜表面引入 亲水性官能团,生成亲水性高分子层
pvdf结构式pvdfpvdf中空纤维膜2020226pvdf膜表面改性方法pvdf膜疏水性特别强在蛋白类药物富集提纯和油水分离及过程中应用时容易产生严重污染使膜的通量产生较大幅度的下降使其在相关领域的应用中受到的很大程度的限制pvdf膜改性分为膜表面改性和原材料改性表面涂覆或浸渍改性表面涂覆或浸渍是选用亲水性材料如涂料表面活性剂醇等对基膜进行涂覆或浸渍从而在膜表面引入亲水性官能团生成亲水性高分子层
饱和基团,进而(jìn ér)引入接基,膜表面的亲水性有明显的改善。
国内外疏水膜的研究与应用进展
国 内外 疏 水膜 的研 究 与应 用 进 展
王 晓伟
摘
吴 鑫
戴 克
要： 系统综述 了近年来 国内外利用疏水性膜去除特定污染 物及 疏水 性膜 在膜蒸馏 、 气体分 离、 全蒸发 、 乳化 、 脱水 等
方 面应 用 的研 究成 果 ， 归纳 了疏 水 膜 在 应 用 过 程 中存 在 的 问题 ， 出研 制 出分 离性 能 好 、 格 低 廉 、 腐 蚀 、 污 染 的疏 指 价 耐 抗 水膜 ， 将在 膜 蒸 馏 、 染 物 去 除 等 方 面 得 到 更广 泛 的 应用 。 污 关 键 词 ： 水膜 ， 制 备 ， 蒸 馏 ， 疏 膜 膜 应用 中图 分 类 号 ： Ｕ９ ｔ２ Ｔ ９ ． 文 献标 识 码 ： Ａ
与类 比的安 全。２ 在 电梯间低压配 电柜 装设 电源 一 、 ） 二级 复合型 接地 、 直流工作地 、 流工作地 、 交 安全保 护地等 的接地体 。高效阻
防雷器（Ｐ １ ， Ｂ＋Ｃ级防雷。防雷器选用德 国 Ｏ３ Ｓ Ｄ ）即 １ ０的 Ｖ ５Ｂ 降模块可获得低的接地 电阻值 ， ２ 一 适用 于多种土壤 电阻率地区 ， 对高 ＋ ／ Ｃ ３＋Ｎ ＥＡＳ防雷器 ， Ｐ－ 防雷器 装设 在 电源 总进线 的配 电柜 内 土壤 电阻率地 区更具优越性 。该低 电阻接地模块 是 由导 电性 、 稳 并与配电柜 内总进线 开关 输 出端 的 Ｌ ， ， 和 Ｎ线 并接 ， １ 即保 定性较好的非 金属材料和 电解物质组成 。模块 内置有金属 极芯 ， 护区 Ｌ Ｚ Ａ－Ｐ １ 的过渡界面上 ， ＰＯ ＬＺ 区 用来 防止 电力线在 传输途 中 将其与被保护对象 的地线相连接 ， 使人地电流迅速泄放 到大地。
随着膜技术的发展 ， 膜分离 已经越来越 广泛的应用 于生产和 烯 ， 聚醚砜等 ， 由疏水性材料制成 的膜 为疏水性膜 ， 液滴 在其 表面
化工新型材料 11 天津工业大学 亲_疏水改性温敏凝胶最新研究进展_陈坤
V ol 139N o 18#10#化 工 新 型 材 料N EW CH EM ICAL M A T ERIA L S 第39卷第8期2011年8月基金项目:国家自然科学基金(50973084);天津市应用基础及前沿技术计划项目(09JCZDJ C23100);天津市高等学校科技发展基金计划项目(20080307)资助作者简介:陈坤(1986-),男,硕士研究生,从事智能PNIPA 凝胶材料方面的研究。
联系人:陈莉(1963-),女,教授,从事智能材料等多方面工作研究。
亲/疏水改性温敏凝胶最新研究进展陈 坤 张青松 赵义平 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0省部共建国家重点实验室培育基地,天津300160)摘 要 温度敏感性聚异丙基丙烯酰胺凝胶是一类具有广泛应用前景的软湿材料,但存在功能单一、响应速率慢、粒度分布宽和机械性能差等缺点,因而温敏凝胶的化学和物理改性成为凝胶研究的热点之一。
综述了近5年温敏凝胶的亲疏水改性的最新研究进展。
关键词 异丙基丙烯酰胺,凝胶,软湿材料,改性,温度敏感性Latest progresses in the hydrophilic/hydrophobic modifiedtemperature -sensitive gelChen Kun Zhang Q ingsong Zhao Yiping Chen Li(Schoo l of M aterial Science and Eng ineering ,T ianjin Poly technic Univer sity,State Key Labor ator y o fH o llow Fiber Membrane Mater ials and Processes,T ianjin 300160)Abstract T emperature-sensitive poly(N -isopro py lacry lamide)gel is a kind of so ft &w et materia ls with br oad ap -plication pro spect.But this kind of gel presents fo llow ing disadvantag es,such as single funct ion,slo w response r ate,w ide par ticle size distr ibut ion,poo r mechanical pro per ty and so on.T herefo re,the chemical and physical mo dificatio n of the g els has beco me main research contents.T he latest resear ches upo n t em perat ur e -sensitiv e gels modified by hy dr ophilic/hydro -phobic monomer over the past fiv e year w ere r eview ed.Key words isopro pylacr ylamide,gel,soft &w et material,mo dificatio n,temper atur e-sensitive 1 亲/疏水改性温敏凝胶研究概况20世纪80年代,T anaka 和Pelton 等[1-2]分别报道了具有非连续体积相变的非离子型P NIP A 水凝胶和P N IPA 微凝胶的制备方法,但存在响应单一和响应速率慢等缺点。
亲水性膜的研究进展
亲水性膜的研究进展亲水性膜的研究进展文章标题：亲水性膜的研究进展摘要：亲水性膜因其耐污染等性能，成为当前分离膜研究的热点之一。
从疏水性材料亲水性改性和亲水性材料的角度出发，综述了亲水性分离膜的改性方法以及亲水性材料制备膜的优点。
关键词亲水性亲水性改性疏水性AdvancesonHydrophilicMembranes1、概述随着膜技术的发展，膜分离已经越来越广泛的应用于生产、生活的各个方面。
但其在使用过程中易被污染问题逐渐受到人们的重视。
常用于微滤和超滤的膜材料大多是疏水性的，如聚乙烯，聚丙烯，聚偏氟乙烯，聚砜等。
它们有良好的热稳定性及耐化学腐蚀性。
然而疏水性膜的缺点就是在使用过程中由于溶质吸附和孔堵塞而使得通量下降。
疏水性膜不被水润湿，为了让水透过膜必须进行材料表面改性，这些材料用于水过滤时必须对材料表面进行亲水化处理，而亲水化处理时引人的表面活性剂往往会影响它的一些使用，因此需要制备亲水性膜。
2、改性亲水性膜膜性能与膜材料的性质密切相关，使用疏水性材料所制备的膜，在使用时，水通量较低，在分离油／水体系(尤其是含蛋白质的溶液)时吸附污染严重，通量衰减很快，降低了膜的使用寿命，增加了操作费用，制约了其在膜分离领域的应用。
因此，大部分进行改性。
2.1膜表面化学处理改性化学改性是在疏水材料表面引人亲水性成分的化学改性方法。
Molly[1]通过两步化学改性在PVDF膜表面引入了羧基。
即先使膜在含有相转移催化剂——四丁基溴化铵的NaOH溶液中脱HF，生成纳米级的超薄活性皮层，再用强氧化剂氯酸钾／硫酸氧化活性皮层中不饱和基团，改性过程在N2保护氛围中进行。
XPS光谱及UV光谱分析表明，膜表面引入的极性基团为羧基。
接触角测定表明，改性后膜表面的接触角较改性前降低了11°，膜表面的亲水性有较大改善。
Y．Nagase[2]等人为了改进聚砜的气体和液体的通透性，用聚合物反应引入PDMS(聚二甲基硅氧烷)作为支链来修饰聚砜。
聚偏氟乙烯膜(PVDF)亲水性改善方法的研究进展
聚偏氟乙烯膜（PVDF）亲水性改善方法的研究进展摘要：聚偏氟乙烯(PVDF)有价格低廉、化学和热稳定性好、机械强度高等优点，但PVDF分子链上氟原子对称分布导致了材料表面的表面能低、疏水性强，在含油废水分离过程中污染严重，从而制约了PVDF分离膜的应用，因此需要对膜材料表面进行亲水化改性处理。
对于聚偏氟乙烯膜的改性主要有物理和化学两种方法，然后可用接触角、膜的纯水通量等测试对其亲疏水性表征。
关键词：聚偏氟乙烯，亲水性，接触角1、聚偏氟乙烯简介[1]PVDF由偏氟乙烯单体CH2=CF2经悬浮聚合或乳液聚合得到，它是一种成膜性能较好的聚合物材料，使用诸如二甲基甲酞胺(DMF)、二甲基乙酞胺(DMA C)和N-甲基毗咯烷酮(NMP)等极性溶剂溶解。
从PVDF分子结构分析，整体符合一般聚烯烃分子碳链的锯齿构型，氟原子替代氢原子，因为氟原子电负性大，原子半径很小，C-F键长短，其键能达到50kJ.mol-1，整个分子链呈柔性使聚合物具有一定的结晶性，表现为突出的热稳定性，熔点为170℃，热分解温度在316℃以上，连续在150℃高温以下暴露2年内不会分解。
由于氟原子对称分布，整个分子显示非极性，聚合物表面能很低，仅为25J.m-3。
通常太阳能中可见光---紫外光部分对有机物起破坏作用，光子波长在200--700nm之间，而C-F键能接近220nm光子在总数中所占比例极少，所以氟材料耐环境气候性好。
由于性质稳定的氟原子包围在碳链四周，使PVDF具有很好的化学稳定性，在室温条件下不易被酸、碱和强氧化剂及卤素腐蚀。
因PVDF能溶于一些强极性溶剂中，且具有很好的可纺制性能，它可以被用来纺丝制备中空纤维膜。
聚偏氟乙烯在1961年首先在建筑领域被商品化，迄今数十年的使用中PVDF树脂的优良性能得到广泛的证明，在X射线平板印刷术、光纤、涂料等方面己被广为应用。
近些年来含氟聚合物又作为一种性能优异的膜材料，在膜分离工程领域的研究应用成为人们热点关注对象。
PVDF膜的亲水改性及其抗污染性能的研究新进展
PVDF膜的亲水改性及其抗污染性能的研究新进展杨彤;张和田;郭冀峰;吴世红【摘要】PVDF膜由于其较强的疏水性能,在水处理应用中需要较强的驱动力,使得运行费用增加;同时膜的疏水性也会导致膜污染、膜堵塞,从而造成膜水通量的降低.因此,针对此问题,提出了PVDF膜的改性,通过对PVDF膜进行改性来提高它的亲水性能从而改善膜的性能.介绍了近年来PVDF膜亲水改性的研究新进展,PVDF膜的改性主要有表面改性和共混改性,表面改性主要有表面接枝与表面涂覆,共混改性主要的共混物质有亲水聚合物、无机纳米粒子以及碳基纳米材料等.研究发现,通过改性后的PVDF膜亲水性能、抗污染性能以及膜的机械性能都有所提高.这为解决PVDF膜的污染问题提供了一种实际可行的方法,并通过提高其亲水性而降低了运行成本.%Attributed to the strong hydrophobic properties of PVDF, it requires a strong driving force in water treatment applications, resulting in increased operating costs.At the same time, membrane hydrophobicity also causes membrane fouling and membrane clogging making a dramatic decrease in membrane water flux.Therefore, in order to solve the issues, the paper presents the modification of PVDF membrane so as to improve the performance of the membrane.The research progress of hydrophilic modification of PVDF membrane in recent years is introduced.The modification of PVDF membrane mainly includes surface modification mainly divided into surface grafting and surface coating, and blend modification, the blend materials are hydrophilic polymers, inorganic nanoparticles and amphiphilic polymers etc.It found that anti-pollution performance and membrane mechanical properties of PVDF membranehave increased after modification, which provides a practical solution to the problem of contamination of PVDF membranes and reduces operating costs by increasing their hydrophilicity.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2019(048)001【总页数】5页(P180-183,187)【关键词】PVDF膜;表面改性;共混改性;膜污染【作者】杨彤;张和田;郭冀峰;吴世红【作者单位】长安大学环境科学与工程学院旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室, 陕西西安 710054;长安大学环境科学与工程学院旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室, 陕西西安 710054;长安大学环境科学与工程学院旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室, 陕西西安 710054;交通运输部天津水运工程科学研究所天科院环境科技发展(天津)有限公司, 天津 300456【正文语种】中文【中图分类】TQ028.8近年来，由于膜分离技术在水处理过程中有出水水质高、操作简单等优点而在污水处理中得到了广泛的应用。
MOFs对PVDF膜亲水改性的研究进展
第50卷第3期 辽 宁化工V〇1.50，No. 3 2021 年 3 月______________________________________Liaoning Chemical Industry________________________March ,2021 M OFs对PVDF膜亲水改性的研究进展张梅U2,刘艳丽u2,甘磊U2,张娇静3(1.东北石油大学化学化工学院，黑龙江大庆163318;2.黑龙江省石油与天然气化工省重点实验室，黑龙江大庆1633181;3.东北石油大学秦皇岛分院，河北秦皇岛066000)摘要：由于聚偏氟乙烯（P V D F)具有优异的力学性能和化学性能所以经常用作水处理膜材料，但P V D F膜表面能低，本身疏水性较强，从而导致膜易被污染、堵塞使得膜水通量降低。
因此，对P V D F膜亲水改性尤为重要。
综述了不同系列的亲水性金属有机骨架（M O F s)复合材料对P V D F膜亲水改性的最新研究进展。
关键词：M O F s;P V D F膜；亲水改性；膜污染中图分类号：T Q051.893文献标识码：A文章编号；1004-0935 (2021 ) 03-0375-03我国是一个工业生产大国，工业生产中排放大 量工业废水、含油废水严重污染了环境m。
因此，水污染治理、油水分离是一个世界性的挑战，目前 油水分离的技术主要有絮凝、吸附、膜分离等[21。
其中膜分离技术凭借体积小、成本低、能耗低、对 环境影响小、易于加工的优点脱颖而出，是解决含 油废水难题的一种有效方法|31。
其中聚合物膜是主 要的膜材料H]。
PVDF膜由于化学稳定性高、加工性 能好、机械强度强的优点得以广泛应用|5]。
但PVDF 膜是一种疏水性膜，水通量低，膜孔易被堵塞|61。
在PVDF膜中添加一些亲水性的材料提高PVDF膜 的水通量，与传统的亲水性无机纳米材料(如Si02、黏土、氧化石墨烯、Ti02、Z nO等)相比，MOFs材 料是一种新型的无机机填充材料，由金属离子和 有机配体组成，由于有机配体的存在，MOFs与聚 合物基体具有优异的相容性〜31。
疏水性有机高分子材料表面亲水性改善研究及应用现状
2003年第1期 矿 产 与 地 质第17卷2003年2月M I N ERAL R ESOU RCES AND GEOLO GY总第94期疏水性有机高分子材料表面亲水性改善研究及应用现状①张 静,李 蘅,肖筱瑜(桂林矿产地质研究院,广西桂林541001)摘 要:系统介绍了改善疏水性有机高分子材料表面亲水性的物理和化学方法,简要讲述了现阶段改性疏水性有机高分子材料的用途及前景。
关键词:材料表面与界面;有机高分子材料;综述;表面改性;疏水性;亲水性中图分类号:TQ050.422;TQ050.425 文献标识码:B 文章编号:1001-5663(2003)01-0087-03 有机高分子材料可广泛应用于纺织、医药、建筑等行业,一直受到人们的重视。
在实际工作中,疏水性有机高分子材料由于表面的非极性,致使其与水溶液的润湿不理想,从而给材料的用途带来许多局限,例如:用于纺织工业中的绦纶纤维由于材料表面的疏水性导致其织品不能吸收人体的汗液,不利于做衣物;用做隐形眼镜的硅橡胶材料若不能与人眼中水溶液很好的亲和,将无法实际应用。
由此可见,改善疏水性有机高分子材料的表面亲水性与人们生活密切相关,已成为人们长期关注的课题。
人们研究发现:表面、界面结构与状态的改善可以改变材料的某些性能和适用性,通过对疏水性有机高分子材料表面化学和物理处理,改善材料的亲水性能,使其更好地为人类所用。
1 材料润湿原理通常材料表面与水溶液之间存在润湿过程,可以用扬氏方程表示:Χs-g=Χs-l+Χl-g co sΗ(1)其中Χs-g、Χs-l、Χl-g分别表示固体与气体、固体与液体及液体与气体表面张力(表面能),Η为接触角,表示为固、气、液三相平衡时,从三相交界点O处取单位长度微元沿液-气界面作切线,其与固液界面的夹角(夹有液体),如图(1)所示:从方程(1)可见:表面能Χs-g高的固体容易与水溶液发生润湿。
由此,要想提高材料的亲水性,就要提高材料的表面能。
纳米纤维素膜疏水化改性研究进展
纳米纤维素膜疏水化改性研究进展杨伟胜;焦亮;愈智怀;戴红旗【摘要】近些年来,以纳米纤维素为原料制备出的柔性透明薄膜,因其优异的机械性能、可再生性、生物相容性等,在新型包装材料、透明电子元器件基底等领域展现出巨大的应用价值.然而在潮湿环境下,纳米纤维素膜如何维持高的机械性能,成为其在高附加值领域应用中一个重要又易被忽视的问题.先阐述了纳米纤维素膜以及天然亲水性对其隔绝和机械性能的影响,接着从化学改性、物理吸附、共混交联三种改性方法入手,综述了近些年来纳米纤维素膜疏水改性的研究与进展,以及不同改性方式对膜材料应用性能的影响.【期刊名称】《纤维素科学与技术》【年(卷),期】2017(025)003【总页数】9页(P60-68)【关键词】纳米纤维素膜;疏水改性;应用性能【作者】杨伟胜;焦亮;愈智怀;戴红旗【作者单位】南京林业大学江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室,江苏南京210037;南京林业大学江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室,江苏南京 210037;南京林业大学江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室,江苏南京 210037;南京林业大学江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室,江苏南京 210037【正文语种】中文【中图分类】TS72近些年来，环境问题逐步成为当今社会关注的焦点。
目前石油基衍生物被广泛的使用，然而石油化石资源具有不可再生性，且对环境污染严重，使得开发和使用新型可持续发展材料变得迫在眉睫[1]。
纳米纤维素（NC）是一种高性能、可再生的绿色纳米材料，具有低成本、无毒、生物相容、低密度、优异机械强度等性能，以其为基本单元可以构建出多种性能优异的结构材料和功能复合材料[2-4]。
例如，由NC相互交织而成的透明膜，展现出优异的机械强度、低的氧气渗透率、低的热膨胀系数和优异的热稳定性[5]，可应用于绿色包装材料或作为柔性电子元器件的透明基底[6-7]。
然而NC表面裸露大量亲水性基团，易于形成水化层，表现出强的亲水性。
疏水膜在膜蒸馏中的应用进展
求的目标。另外用于膜蒸馏膜材料的开发应放眼于 工业化制备及应用，故工艺简单、易于操作、成本 低廉应作为首要研究方向。新型理想的膜材料研制 成功，将使新型分离技术—膜蒸馏具有更广阔的应 用空间。
Thank You !
与 PTFE 和 PVDF 相比，聚丙烯膜耐溶剂性、化 学稳定性、热稳定性和疏水性相对较差，不过因其 价格低廉，开发PP膜市场前景看好。TIPS法制取的 PP膜具有易控制窄孔径分布、孔隙率调节范围宽及 制备材料广等特点，因而成为制备膜蒸馏用 PP膜的 重要方法。 1、PP平板膜的研制 铸膜液所采用的稀释剂若为易挥发的物质，则 可通过引入蒸发过程，制备性能不同的PP膜。 Matsuyama制备了i-PP -二苯醚体系在不同聚合 物浓度(15%、20%、30%)时非对称微孔膜，并且在
试验，表明组件可保持较高膜通量；改性明显降低 了膜污染程度。 PTFE膜用于MD过程的研究表明，膜结构参数
的最佳范围是：微孔孔径0.2～1m，孔隙率62%～ 80%。因此，研制和开发新膜的关键是改善这两个 性能参数， 以便大幅度提高膜的通量。另外如何降 低膜的成本也是值得关注的问题，只有研制成本较 低且易于产业化的制膜工艺，才能使这种性能优良 的MD用膜材料发挥更大的作用。
总之，PP膜因其价格低廉而具有很好的应用前 景，但该膜制备工艺较难控制，另外由于PP膜制备 中存在表面皮层、易污染、抗氧化性能差等不利因 素，也是研究者亟待解决的问题。
结语
目前，用于膜蒸馏过程的疏水膜还存在许多问 题，如疏水膜的疏水性需进一步提高，疏水膜易受 污染，且膜通量不高。对此，迫切需要研制出分离 性能好、价格低廉、膜通量高、抗污染性能好的疏 水膜。 疏水膜作为膜蒸馏过程汽 -液相平衡的界面及热、 质传递的界面，它无疑对分离过程起着至关重要的 作用。目前膜蒸馏用膜的研究仍具有很大潜力，如 何研制价格低廉、孔隙率高、通量高、易于工业化 生产及应用的 MD 新型膜材，已成为诸多研究者追
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文章编号 ： ０ ２ ５ ３～４ ３ ２ ０ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ７— ０ ０ ２ ３—０ ４
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｈｙ ｄｒ ｏ ｐ ｈｉ ｌ ｉ ｃ ｍｏ ｄｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｈｏ ｂｉ ｃ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｃ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈｅ ｉ ｒ ａ ｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
材料 所制 成 的聚合 物 膜容 易吸 附原 料液 中的有机 物 质， 从 而 导 致 膜 污 染 的产 生 Ｊ ， 长 时 间 运 行 后 膜 通
如工业 、 农业 、 医药等 ， 对于节约能源、 保护环境等做 出 了重 要贡 献 。但 该 类 膜 的膜 表 面 亲 水 性 差 ， 限 制 了它们 的应 用 ， 而且 聚 乙烯 、 聚 丙烯 只能 采用 溶融 拉 伸 或者 热致 相转 化法 制 膜 ｊ ， 这 ２种 方 法 的制 膜 过
Ⅳ Ａ 一 ｒ ａ ｎ．Ｈ ⅣＧ Ｘ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ，Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｓｉ ｒ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ６ ４ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
量 和分离性能均下降 ， 需要对膜进行清洗 ， 这样不但 增 加 了运 行 成 本 ， 而 且 降低 了 膜 的使 用 寿 命 Ｊ ， 因
此， 由于其 疏水 的膜 表 面 而 限制 了其 应 用 。另 一 方 面， 亲水性 有 机 材 料 （ 如 聚 乙烯 醇 、 醋酸纤维素等 ）
（ 华 南理 工 大 学化 学与化 工 学院 ， 广东 广州５ １ ０ ６ ４ ０ ）
摘要 ： 简要介绍 了几种常见 的疏水性有机膜 ， 综述 了疏水性有机膜亲水改性方 法及改性膜 在工业领域 中的应用 ， 并对 改性 膜 的发展趋势进行 了展望 。 关键词 ： 疏水性 ； 有机膜 ； 改性膜 ； 相 转 化 法 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｑ ０ ２ ８ ． ８ 文 献标 志码 ： Ａ
第３ ５卷 第 ７期
２ ０ １ ５年 ７月
现 代 化 工
Ｍ（ ） ｄ ｅ Ｆ ｌ ｌ Ｃｌ ｌ ｅ ｌ ｎ Ｊ （ ａ ｌ ｌ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｔ Ｔ
Ｊ ｔ ｄ ｙ ２ ０１ ５
・
２３ ・
疏水 性 有 机 膜 的亲 水 改性 及 应 用 研 究进 展
万 安然 ， 黄 肖容
由于 目前 水 资 源 紧 张 和水 污 染 加 剧 ， 污 水 的 有
（ Ｐ Ｅ ） 和 聚丙 稀 。聚 乙烯 、 聚 丙烯 是 一类 价格 便 宜 、 具有 较好 化 学稳 定性 和热 稳 定 性 的聚 合 物材 料 ， 由 其 制备 的聚 烯烃 多 孔 膜 已被 广 泛 应 用 于 许 多领 域 ，
效 处 理与 回收利用 成 为 一 种 必 然 趋 势 ， 膜 分 离 因节 能、 高效 、 无二 次 污染 、 分 离 效率 高 等 优 点 而 应 用 在 水 处 理领 域 。 当前 已用于 工业 化生 产 的高分 子膜 材 料（ 如 聚丙烯 、 聚偏 氟 乙烯 等 ） 具 有 较 好 的 化学 稳 定 性 和热稳 定性 ， 由其制 备 的膜 己被广 泛应 用 于工业 、 农业 、 环 保等 许 多领 域 ， 对 于节 约 能 源 、 净 化 环 境 等 做 出 了突 出贡献 ｌ Ｊ 。然 而在 膜 分 离 过 程 中 ， 由这 些
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｓ ｅ ｖ ｅ ｒ ａ ｌ ｃ ｏ ｍｍｏ ｎ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｈ ｏ ｂ ｉ ｃ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｃ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｂ ｉｅ ｒ ｌ ｆ ｙ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｈ ｉ ｌ ｉ ｃ ｍｏ ｄ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｆ ｏ ｒ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｈ ｏ ｂ ｉ ｃ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｃ ｍｅ ｍ ｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｎｄ ａ ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｓ ｉ ｎ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｉ ｒ ａ ｌ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｓ ａ ｒ ｅ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｒ ｅ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ｍｅ ｍｂ ｒ ｎｅ ａ ｓ ａ ｒ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ａ ｓ ｗｅ ｌ １ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｈ ｏ ｂ ｉ ｃ ｉ ｔ ｙ；ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｃ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ；ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ；ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
程 相 当复杂 ， 制 膜 的成 本也 较 高 。所 制 得 的膜 孔 隙 率 比较低 ， 且 它们 对 称 的孔 结构 使 其 传 质 阻 力 也很 高 。因此 ， 聚 乙烯 、 聚 丙 烯 不 适 合 用 在 污 水 处 理 领 域 。含氟 聚合 物 材料 中 ， 用 于制 膜 的主 要 有 聚 四 氟