PVDF中空纤维膜改性研究
交联PVP制备亲水化PVDF中空纤维膜
利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的自交联以及与聚偏氟乙烯(PVDF)的互交联，实现了PVDF微孔膜的亲水化改性。考察了溶液浓度、反应时间等因素对改性PVDF膜性能的影响，采用FT—IR、NMR、接触角和水通量等测试方法表征改性前后PVDF膜的性能。
结果表明，自交联PVP的强吸水性使得改性后的PVDF膜(PVDF-cl-PVP膜)亲水性显著提高，与水的接触角45s内即可降至0。膜的纯水通量为600L／(m2•h)。PVDF与PVP的互交联以及PVP的自交联结构使得PVP牢牢固定于PVDF微孔膜外表面及膜内部孔通道表面，实现了PVDF微孔膜的永久亲水化。PVDF-cl-PVP膜经纯水反复清洗后仍能保持很高的亲水性。经PVP改性后，PVDF膜的通量恢复率提高了16％，表明PVDF-cl-PVP膜的抗污染性得到显著提高。
本文利用PVP的自交联性及与PVDF的互交联性，将其牢牢地固定在PVDF膜外表面及膜内部孔道表面：通过FT-IR、NMR、接触角和水通量等测试方法表征了改性PVDF膜的亲水性、纯水通量及稳定性，考察了PVP溶液浓度、反应时间等因素对交联反应的影响，并研究了改性前后PVDF膜抗污染性的变化。
实验部分
聚偏氟乙烯(PVDF)是一种半结晶聚合物，具有良好的热稳定性、耐化学稳定性和抗紫外线辐射能力。由PVDF制备的超／微滤(UF／MF)膜被广泛应用于污水处理，蛋白质净化，微生物过滤等领域[1-3]。然而，由于PVDF的表面能低，疏水性强，使得PVDF膜较易受到有机物、蛋白质、微生物等污染，在生物制药等水处理的应用中受到了限制。
因此，对PVDF膜进行亲水化改性具有重要的意义。常用的PVDF膜亲水改性方法包括膜本体改性(如共混或共聚)[4-6]与膜表面改性(如涂覆或接枝)[7-9]。
聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是一种水溶性线性结构的聚酰胺，具有较强的亲水性，常作为添加剂或改性剂在亲水性UF／MF膜的制备中广泛应用[10]。但由于PVP极易溶于水，这使得膜改性后的亲水稳定性较差[11]。交联聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)可在引发剂(如过硫酸盐、偶氮二异丁腈等)存在的情况下加热PVP至90℃以上，发生交联反应而成，PVPP不溶于强酸、强碱及一般有机溶剂，且具有较强的吸水性[12-14]。
因此，将PVPP用于改善疏水膜的亲水性，能够有效避免PVP的流失情况，提高亲水稳定性。同时，在过硫酸盐存在的情况下，PVDF也会产生相应的-CH2C.FCH2-，-CF2C.HCF2-等自由基，此时就会发生PVP与PVDF的互交联反应，形成稳定结构，这将进一步降低PVP的流失情况，保证亲水持久性[15-16]。
