第二章膜材料及表面改性ppt课件.ppt

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1、在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2.1 膜材料膜材料 用用作作分分离离膜膜的的材材料料包包括括广广泛泛的的天天然然的的和和人人工工合合成成的的有有机机高分子材料高分子材料和和无机材料无机材料。原原则则上上讲讲，凡凡能能成成膜膜的的高高分分子子材材料料和和无无机机材材料料均均可可用用于于制制备备分分离离膜膜。但但实实际际上上，真真正正成成为为工工业业化化膜膜的的膜膜材材料料并并不不多多。这这主主要要决决定定于于膜膜的的一一些些特特定定要要求求，如如分分离离效效率率、分分离离速速度度等等。此外，也取决于膜的制备技术。此外，

2、也取决于膜的制备技术。第二章第二章 膜材料及表面改性膜材料及表面改性在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确l2.1.1纤维素衍生物类纤维素衍生物类l纤纤维维素素是是资资源源最最为为丰丰富富的的天天然然高高分分子子，由由于于纤纤维维素素的的分分子子量量很很大大，在在分分解解温温度度前前没没有有熔熔点点，且且不不溶溶于于通通常常的的溶溶剂剂，无无法法加加工工成成膜膜，必必须须进进行化学改性后应用。行化学改性后应用。l（1）再生纤维素）再生纤维素l纤纤维维素素的的相相对对分分子子质质量量在在50万万200万万，在在溶溶解解过过程程

3、中中降降解解，再再生生纤纤维维素素的的相相对对分分子子质质量量约约在在几几万万到到几几十十万万。传传统统的的再再生生纤纤维维素素有有铜铜氨氨纤纤维维素和黄原酸纤维素素和黄原酸纤维素，它们是很好的，它们是很好的透析膜透析膜膜材料。膜材料。l（2）硝酸纤维素）硝酸纤维素l硝硝酸酸纤纤维维素素常常用用溶溶剂剂为为乙乙醚醚/乙乙醇醇（7：3）混混合合溶溶剂剂。硝硝酸酸纤纤维维素素价价格便宜，广泛用在透析用膜和微滤膜。格便宜，广泛用在透析用膜和微滤膜。l（3）醋酸纤维素（）醋酸纤维素（CA）和三醋酸纤维素（）和三醋酸纤维素（CTA）l醋醋酸酸纤纤维维素素由由纤纤维维素素与与乙乙酸酸酐酐乙乙酸酸混混合合物

4、物反反应应制制备备，以以硫硫酸酸为为催催化化剂剂。醋醋酸酸纤纤维维素素是是制制备备不不对对称称反反渗渗透透膜膜的的基基本本材材料料，三三醋醋酸酸纤纤维维素素可可制制成成中空纤维膜组件。中空纤维膜组件。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确l2.1.2 聚砜类聚砜类l聚聚砜砜是是一一类类耐耐高高温温强强度度工工程程塑塑料料，具具有有优优异异的的抗抗蠕蠕变变性性能能，故故自自双双酚酚A型型聚聚砜砜（PSf）出出现现后后，即即继继醋醋酸酸纤纤维维素素之之后后发发展展成成为为目目前前最最重重要要、生生产产量量最最大大的的合合成成膜膜

5、材材料料，可可用用作作制制备备微微滤滤膜膜和和超超滤滤膜膜，也也可可用用作作反反渗透和气体分离膜的底膜。渗透和气体分离膜的底膜。l（1）双酚型聚砜（）双酚型聚砜（PSf）l由由双双酚酚A的的二二钾钾盐盐与与二二氯氯二二苯苯砜砜在在二二甲甲亚亚砜砜溶溶液液中中经经亲亲核核缩缩聚聚反反应应合合成成，聚聚砜砜的的玻玻璃璃化化转转变变温温度度为为190，其其制制成成膜膜后后可可在在80 下下长长期期使使用，主要用于超滤和气体分离膜。用，主要用于超滤和气体分离膜。l（2）聚醚砜（）聚醚砜（PES）l由由双双酚酚S的的二二钾钾盐盐与与二二氯氯二二苯苯砜砜在在环环丁丁砜砜溶溶液液中中经经亲亲核核缩缩聚聚反反

6、应应合合成成，聚聚醚醚砜砜的的玻玻璃璃化化转转变变温温度度为为235，是是目目前前首首选选的的可可耐耐蒸蒸汽汽杀杀菌菌的的超超滤、微滤膜材料。滤、微滤膜材料。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确l2.1.3 聚酰胺类聚酰胺类l（1）脂肪族聚酰胺）脂肪族聚酰胺l代代表表产产品品有有尼尼龙龙6和和尼尼龙龙66。尼尼龙龙6是是由由己己内内酰酰胺胺在在高高温温下下开开环环聚聚合合而而得得。尼尼龙龙66由由己己二二胺胺和和己己二二酸酸缩缩聚聚制制得得。尼尼龙龙6和和尼尼龙龙66的的织织布布和和不不织布（无纺布）主要用于织布（无纺布）

7、主要用于反渗透膜和气体分离膜反渗透膜和气体分离膜的支撑底布。的支撑底布。l（2）芳香族聚酰胺）芳香族聚酰胺l芳芳香香族族聚聚酰酰胺胺是是第第二二代代反反渗渗透透膜膜用用材材料料，只只溶溶于于硫硫酸酸，故故一一般般不不用用溶溶液制膜，而用熔融纺丝制备中空纤维膜，主要用于液制膜，而用熔融纺丝制备中空纤维膜，主要用于反渗透反渗透。l（3）聚酰亚胺）聚酰亚胺l聚聚酰酰亚亚胺胺是是一一类类耐耐高高温温、耐耐溶溶剂剂、耐耐化化学学品品的的高高强强度度、高高性性能能材材料料。聚聚酰酰亚亚胺胺在在气气体体分分离离方方面面表表现现出出较较高高的的选选择择透透过过性性，尤尤其其是是在在其其结结构构中中引引入入六六

8、氟氟异异亚亚丙丙基基基基团团。在在酰酰亚亚胺胺氮氮的的位位置置引引入入甲甲基基、异异丙丙基基或或卤卤素素基基团团，有有利利于于增增加加聚聚合合物物的的自自由由体体积积，导导致致气气体体透透过过系系数数增增加加12个数量级。个数量级。l织布：经纱和纬纱相互交错或彼此浮沉的规律织布：经纱和纬纱相互交错或彼此浮沉的规律l不织布：又称无纺布，是由定向的或随机的纤维而构成，是新一代环保材料。不织布：又称无纺布，是由定向的或随机的纤维而构成，是新一代环保材料。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确l2.1.4 聚烯烃类聚烯烃类l（1）聚

9、乙烯）聚乙烯l低低密密度度聚聚乙乙烯烯：由由乙乙烯烯在在高高压压下下经经自自由由基基聚聚合合而而得得，由由于于聚聚合合时时加加入入少少量量CO，故故在在分分子子链链中中有有共共聚聚的的CO存存在在，因因此此低低密密度度聚聚乙乙烯烯具具有有高高度度支支化化结结构构，并并不不是是线线性性聚聚合合物物。低低密密度度聚聚乙乙烯烯在在拉拉伸伸时时产产生生狭狭缝缝状状微微孔孔，可可用用来来制制成成微微滤滤膜膜。低低密密度度聚聚乙乙烯烯熔熔融融纺纺出出的的纤纤维维可可以以压压成成无纺布，用于超滤膜等的低档支撑材料。无纺布，用于超滤膜等的低档支撑材料。l高高密密度度聚聚乙乙烯烯：由由乙乙烯烯在在常常压压Zie

10、gler催催化化剂剂（三三乙乙基基铝铝与与四四氯氯化化钛钛）作作用用下下经经配配位位聚聚合合而而得得，基基本本上上属属于于线线性性结结构构，其其力力学学性性能能优优于于低低密密度度聚聚乙乙烯烯。高高密密度度聚聚乙乙烯烯产产品品为为粉粉末末状状颗颗粒粒，经经筛筛分分压压成成管管状状或或板板状状，在在接接近近熔熔点点烧烧结结可可得得到到不不同同孔孔径径规规格格的的微微滤滤用用滤滤板板和和滤滤芯芯，也也可可用用作作分离膜的制成材料。分离膜的制成材料。l（2）聚丙烯）聚丙烯l由由丙丙烯烯以以Ziegler催催化化剂剂聚聚合合而而得得。聚聚丙丙烯烯网网是是常常用用的的间间隔隔层层材材料料，用用于于卷卷式

11、式RO组组件件和和卷卷式式气气体体分分离离组组件件。聚聚丙丙烯烯和和聚聚乙乙烯烯一一样样，可可经经过过熔熔融融拉拉伸伸制制成成微微孔孔滤滤膜膜，孔孔的的形形状状为为狭狭缝缝状状。除除用用于于微微滤滤外外，也也可可作作为复合气体分离膜的底膜，其组件可用于为复合气体分离膜的底膜，其组件可用于人工肺（膜式氧合器）人工肺（膜式氧合器）。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确l2.1.5 乙烯类聚合物乙烯类聚合物l乙乙烯烯类类聚聚合合物物是是一一大大类类聚聚合合型型高高分分子子材材料料，如如聚聚丙丙烯烯腈腈、聚聚乙乙烯烯醇醇、聚氯乙烯

12、等。聚氯乙烯等。l（1）聚丙烯腈（）聚丙烯腈（PAN）l单单体体丙丙烯烯腈腈多多从从丙丙烯烯胺胺氧氧化化制制得得，聚聚合合反反应应可可在在溶溶剂剂中中以以AIBN（偶偶氮氮二二异异丁丁腈腈）为为引引发发剂剂或或氧氧化化还还原原体体系系催催化化剂剂聚聚合合直直接接得得到到聚聚丙丙烯烯腈腈溶溶液液。聚聚丙丙烯烯腈腈的的重重要要性性仅仅次次于于醋醋酸酸纤纤维维素素和和聚聚砜砜材材料料，得得到到广广泛泛的的应用，尤其是作应用，尤其是作渗透汽化复合膜的底膜渗透汽化复合膜的底膜。l（2）聚乙烯醇（）聚乙烯醇（PVA）l聚聚乙乙烯烯醇醇是是由由聚聚乙乙酸酸乙乙烯烯酯酯水水解解得得到到，为为水水溶溶性性的的聚

13、聚合合物物。以以二二元元酸酸等等交交联联的的聚聚乙乙烯烯醇醇是是目目前前唯唯一一获获得得实实用用的的渗渗透透汽汽化化膜膜，它它和和聚聚乙乙烯烯醇醇底膜的复合膜牢固的占据着用于醇类脱水的渗透汽化膜市场。底膜的复合膜牢固的占据着用于醇类脱水的渗透汽化膜市场。l（3）聚氯乙烯（）聚氯乙烯（PVC）l聚聚氯氯乙乙烯烯属属于于大大品品种种通通用用塑塑料料，由由氯氯乙乙烯烯经经自自由由基基引引发发制制备备。聚聚氯氯乙乙烯多孔膜是烯多孔膜是低档的微滤材料低档的微滤材料。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确l2.1.6 含氟聚合物含氟聚合

14、物l（1）聚四氟乙烯（）聚四氟乙烯（PTFE）l由由四四氟氟乙乙烯烯（CF2=CF2)在在50 加加压压下下自自由由基基悬悬浮浮聚聚合合。聚聚四四氟氟乙乙烯烯以以化化学学惰惰性性和和耐耐溶溶剂剂性性著著称称，俗俗称称塑塑料料王王。由由于于其其表表面面张张力力极极低低，憎憎水水性性很很强强，用用拉拉伸伸制制孔孔法法制制得得的的PTFE微微滤滤膜膜不不易易被被堵堵塞塞，且且极极易易清清洗，在食品、医药、生物制品等行业应用很广。洗，在食品、医药、生物制品等行业应用很广。l（2）聚偏氟乙烯（）聚偏氟乙烯（PVDF）l由由单单体体偏偏氟氟乙乙烯烯（CH2=CF2)经经悬悬浮浮聚聚合合或或乳乳液液聚聚合合

15、而而得得。PVDF可可溶溶于于非非质质子子极极性性溶溶剂剂制制备备不不对对称称微微滤滤膜膜和和超超滤滤膜膜。聚聚偏偏氟氟乙乙烯烯材材料料化化学学稳稳定定性性好好，耐耐-射射线线和和紫紫外外线线老老化化，机机械械强强度度高高，耐耐热热性性好好，目目前前在在工工业业中中广广泛泛应应用用。另另外外PVDF也也是是用用于于膜膜蒸蒸馏馏和和膜膜吸吸收收等等杂杂化化膜膜过过程程的理想材料。的理想材料。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确l2.1.7无机和金属类无机和金属类l无无机机和和金金属属材材料料包包括括金金属属、金金属属氧氧化化

16、物物、陶陶瓷瓷、多多孔孔玻玻璃璃、沸沸石石、无无机高分子材料机高分子材料，与聚合物分离膜相比具有如下优点：，与聚合物分离膜相比具有如下优点：l（1）化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂；）化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂；l（2）机机械械强强度度大大，承承载载无无机机膜膜或或金金属属膜膜可可承承受受几几十十个个大大气气压压的的外外压压，并可反向冲洗；并可反向冲洗；l（3）抗抗微微生生物物能能力力强强，不不与与微微生生物物发发生生作作用用，可可以以在在生生物物工工程程及及医医学科学领域中应用；学科学领域中应用；l（4）耐高温，一般均可以在）耐高温，一般均可以在400下操作，最高可达下操作

17、，最高可达800。l不不足足之之处处在在于于造造价价较较高高，并并且且无无机机材材料料脆脆性性大大，弹弹性性小小，给给膜膜的的成成型型加工及组件装备带来一定的困难。加工及组件装备带来一定的困难。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确l膜膜分分离离技技术术具具有有设设备备简简单单，操操作作方方便便，无无相相变变，无无化化学学变变化化，处处理理效效率率高高和和节节能能等等优优点点，作作为为一一种种单单元元操操作作日日益益受受到到重重视视，已已在在海海水水淡淡化化、电电子子工工业业、食食品品工工业业、医医药药工工业业、环环境境保保

18、护护和和工工程程领领域域得得到到广广泛泛的的应应用用。然然而而，随随着着膜膜技技术术的的发发展展，人人们们对对膜膜材材料料的的性性能能不不断断提提出出新新的的要要求求，其其中中改改善善膜膜的的亲亲水水性性，提提高高膜膜的的抗抗污污染染能能力力已已成成为为有有待待解决的迫切问题。解决的迫切问题。2.2高分子膜材料表面改性高分子膜材料表面改性在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确l目目前前使使用用的的大大多多数数膜膜的的材材料料是是聚聚丙丙烯烯（PPPP）、聚聚乙乙烯烯，聚聚偏偏氟氟乙乙烯烯、醋醋酸酸纤纤维维素素、聚聚砜砜、聚聚

19、醚醚讽讽和和聚聚氯氯乙乙烯烯等等。当当这这些些膜膜与与欲欲分分离离的的物物质质相相接接触触时时，在在膜膜表表面面和和孔孔内内的的污污染染物物聚聚集集，使使得得膜膜通通量量随随运运行行时时间间的的延延长长而而下下将将，特特别别是是当当聚聚合合物物膜膜材材料料用用于于生生物物医医药药领领域域中中（如如血血液液透透析析）时时，在在膜膜表表面面吸吸附附的的蛋蛋白白质质加加速速纤纤维维性性和和抗抗生生素素碎碎片片在在膜膜表表面面的的聚聚集集（血血液液相相容容性性），导导致致一一系系列列的的生生物物反反应应，例例如如形形成成血血栓栓及及免免疫疫反反应应。因因此此，为为了了拓拓展展分分离离膜膜的的应应用用，

20、通通常常需需要要对对膜膜材材料料进进行行改改性性或或改改变变膜膜表表面面的的物物理理化化学学性性能能，赋赋予予传传统统分分离离膜膜更更多多功功能能，增增大大膜膜的的透透水水性性，提提高高膜膜的的抗抗污污染染性性，改改善善膜膜的的生生物物相相容容性性。对对膜膜材材料料的的改改性性的的方方法法有有物物理理改性和化学改性改性和化学改性。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确l2.2.1表面物理改性表面物理改性l2.2.1.1表面涂覆改性表面涂覆改性l 以以分分离离膜膜为为支支撑撑层层，将将具具有有一一定定功功能能基基团团的的功功能

21、能高高分分子子涂涂覆覆在在支支撑撑层层表表面面而而达达到到改改性性的的目目的的，功功能能高高分分子子可可以以是是有有机机物物或或无无机机物物。但但膜膜表表面面涂涂覆覆方方法法的的改改性性效效果果并并不不十十分分理理想想，存存在在的的最最大大问问题题是是功功能能高高分分子子易易从从分分离离膜膜表表面面脱脱离离，不不能能得得到到永永久久的的改改性性效效果果。但但这这种种方方法法显显示示了了制制备备一一系系列列具具有有不不同同截截留率分离膜的可能性。留率分离膜的可能性。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2.2.1.2表面吸附改

22、性表面吸附改性 l 小小分分子子通通过过物物理理吸吸附附附附着着在在聚聚合合物物膜膜上上，这这也也是是一一类类制制备备聚聚合合物物膜膜的的方方法法。例例如如带带有有亲亲水水基基团团（-OHOH）在在膜膜表表面面的的吸吸附附使使膜膜表表面面形形成成一一层层亲亲水水层层，从从而而在在增增大大膜膜的的初初始始通通量量的的同同时时又又能能降降低低使使用用过过程程中中通量衰减和蛋白质的吸附。通量衰减和蛋白质的吸附。l l 小小结结：通通过过物物理理方方法法对对膜膜材材料料进进行行表表面面改改性性，简简单单易易行行，但但存存在在改改性性后后材材料料性性能能不不均均一一，随随运运行行时间的延长，改性效果逐渐

23、丧失。时间的延长，改性效果逐渐丧失。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2.2.2 膜材料的物理改性膜材料的物理改性2.2.2.1 高分子材料与高分子材料的共混改性高分子材料与高分子材料的共混改性 l高高分分子子材材料料的的共共混混是是指指两两种种以以上上高高分分子子混混合合，形形成成一一种种新新材材料料，它它除除了了综综合合原原有有材材料料本本身身性性能能外外，还还可可克克服服原原有有材材料料中中的的各各自自缺缺陷陷，并并产产生生原原有有材材料料中中所所没没有有的的优优异异性性能能。高分子共混改性膜主要从以下三个方面改善

24、膜的性能：高分子共混改性膜主要从以下三个方面改善膜的性能：l1 1、改善膜的、改善膜的亲水性能亲水性能及聚合物的成膜性；及聚合物的成膜性；l2 2、改善膜的耐污染性；、改善膜的耐污染性；l3 3、提提高高膜膜的的物物化化稳稳定定性性 (提提高高膜膜的的耐耐蚀蚀性性、耐耐热热性性和和机机械强度械强度)。l带带有有极极性性基基团团的的分分子子，对对水水有有大大的的亲亲和和能能力力，可可以以吸吸引引水水分分子子或或溶溶解解于于水水。这这类类分分子子形形成成的的固固体体材材料料的的表表面面，易易被被水所润湿。具有这种特性都是物质的亲水性。水所润湿。具有这种特性都是物质的亲水性。在整堂课的教学中，刘教师

25、总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确MembraneSPES content(%)Water contactJw(L/m2h)bJb(L/m2h)bBSA rejection(%)PES065156.4 63.499.8PES/SPES558160.2 65.199.6PES/SPES1554182.672.699.9PES/SPES3049216.586.999.7Jw:water flux;Jb:BSA solution flux磺磺化化聚聚醚醚砜砜（SPESSPES）是是聚聚醚醚砜砜（PESPES）经经磺磺化化处处理理而而生生成成的的亲亲水

26、水性性材材料料,这这种种材材料料与与PES PES 共共混混,材材料料性性质质相相似似,相相容容性性好好,对对膜膜结结构构的的影影响响也也小小。但但由由于于增增强强了了膜膜的的亲亲水水性性,膜膜的的渗渗透透性性提提高高,随随膜膜中中SPES SPES 含量的增加含量的增加,水通量增大。水通量增大。疏水性材料：聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯疏水性材料：聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯亲水性材料：磺化聚醚砜、聚乙烯醇、纤维素类亲水性材料：磺化聚醚砜、聚乙烯醇、纤维素类在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2.2

27、.2.2高分子材料与无机材料的共混改性高分子材料与无机材料的共混改性 l 有有机机高高分分子子具具有有弹弹性性高高、韧韧性性好好，分分离离性性能能优优良良等等优优点点，但但存存在在透透气气率率低低、抗抗腐腐蚀蚀性性差差及及不不耐耐高高温温等等弱弱点点。无无机机膜膜，尤尤其其是是陶陶瓷瓷膜膜，则则有有许许多多独独特特的的物物理理、化化学学性性能能，尤尤其其在在涉涉及及高高温温以以及及有有腐腐蚀蚀性性环环境境的的分分离离过过程程中中，有有着着高高聚聚物物膜膜材材料料所所无无可可比比拟拟的的优优势势，但但因因受受扩扩散散限限制制，分分离离性性能能很很差差。在在膜膜材材料料的的研研究究过过程程中中人人

28、们们发发现现，将将两两种种材材料料有有效效地地结结合合在在一一起起，得得到到一一种种新新型型的的有有机机/无无机机复复合合材材料料，可可以以同同时时得得到到既既具具有有优优良良的的分分离离性性能能又又能能耐耐受受较较苛苛刻的环境条件的新型的超滤膜（刻的环境条件的新型的超滤膜（合金膜合金膜）。）。l 高高分分子子材材料料的的合合金金化化用用于于调调节节膜膜的的亲亲水水性性及及膜膜性性能能的的方方法法简简单单、经经济济，膜膜材材料料的的选选择择范范围围广广,可可调调节节的的参参数数多多，膜膜性性能能改改善善的的幅幅度度大大,为为膜膜材材料料的的开开发发及及膜膜性性能能的的进进一一步步完完善善开开辟

29、辟了了一一条条新新路路,有着广阔的发展前景。有着广阔的发展前景。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2.2.3 化学改性化学改性 2.2.3.1 膜表面化学改性膜表面化学改性l 与与膜膜表表面面物物理理改改性性相相比比，膜膜表表面面化化学学改改性性使使得得功功能能基基团团以以化化学学键键与与膜膜表表面面键键合合，从从而而不不会会在在物物质质透透过过膜膜时时被被稀稀释释，不不会会引引起起功功能能基基团团得得流流失失。另另外外，接接枝枝反反应应发发生生在在聚聚合合物物表表面面，不不会会影影响响聚聚合合物物的的内内部部结结构构。

30、这这样样不不仅仅可可以以赋赋予予聚聚合合物物膜膜新新的的性性质质，而而且且不不会会降降低低原原聚聚合合物物膜膜的的力力学学性性能能。接接枝枝改改性性可可以以通通过过几几种种方方法法来来实实现现，如如紫紫外外辐辐照照、射射线线辐辐照照接接枝聚合、等离子体表面聚合改性、界面缩聚等方法。枝聚合、等离子体表面聚合改性、界面缩聚等方法。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确一、等离子体改性一、等离子体改性 等等离离子子体体是是气气体体在在电电场场作作用用下下，部部分分气气体体分分子子发发生生电电离离，生生成成共共存存的的电电子子及及正

31、正离离子子、激激发发态态分分子子及及自自由由基基，气气体体整整体体呈呈电电中中性性，这这就就是是物物质质存存在在的的第第4 4 种种状状态态-等等离离子子状状态态。等等离离子子体体中中所所富富集集的的这这些些活活性性离离子子具具有有较较高高的的能能量量，能能激激活活物物质质分分子子，发发生生物物理理或或化化学学变变化化。用用等等离离子子体体对对超超滤滤膜膜进进行行表表面面处处理理具具有有简简单单、快快速速、改改性性仅仅涉涉及及表表面面而而不不影影响响本本体体结结构构和和性性能能等等优优点点，对对改改善善高高分分子子材材料料的的亲亲水水性性、染染色色性性、渗渗透透性性、电电镀镀性、粘合性等方面具

32、有广泛的应用前景。性、粘合性等方面具有广泛的应用前景。二、光化学接枝二、光化学接枝 光光化化学学接接枝枝也也称称光光接接枝枝,始始于于1957 1957 年年。近近十十几几年年来来,分分离离膜膜的的光光接接枝枝改改性性和和功功能能化化成成为为研研究究热热点点。光光接接枝枝通通常常采采用用的的是是紫紫外外光光,接接枝枝聚聚合合的的首首要要条条件件是是生生成成表表面面引引发发中中心心表表面面自自由由基基。依依据据表表面面自自由由基基产产生生方方式式的的不不同同,光光接接枝枝过过程程可可以以分分为为以以下下四四类类：聚聚合合物物辐辐照照分分解解法法、自自由由基基链链转转移移法、氢提取反应法、光生过氧

33、基热裂解法法、氢提取反应法、光生过氧基热裂解法。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确三、化学接枝法三、化学接枝法 化化学学接接枝枝即即采采用用化化学学试试剂剂引引发发接接枝枝聚聚合合反反应应。可可以以先先制制得得接接枝枝型型的的膜膜材材料料,然然后后制制膜膜,也也可可以以直直接接在在成成品品膜膜表表面面进进行行接接枝枝反反应应。常常用用的的引引发发剂为自由基型引发剂剂为自由基型引发剂,如如:过氧化类和过硫酸盐等。过氧化类和过硫酸盐等。四、辐射接枝四、辐射接枝 通通过过高高能能辐辐射射线线引引发发单单体体聚聚合合，称称为为辐

34、辐射射聚聚合合。辐辐射射线线可可分分为为-射射线线、X-X-射射线线、-射射线线、-射射线线及及中中子子射射线线。其其中中-射射线线的的能能量量最最高高。60Co-60Co-射射线线穿穿透透力力强强，反反应应均均匀匀，而而且且操操作作容容易易，应应用用最最广广。主主要要是是利利用用高高能能 射射线线促促使使材材料料表表面面产产生生自自由由基基，引引发发单单体体接接枝枝聚聚合合，把把某某些些性性能能的的基基团团或或聚聚合合物物支支链链接接到到膜膜材材料料的的高高分分子子链链上上致致使使高高分分子子膜膜的的内内部部结结构构或或表表面面性性能能发发生生变变化化，从从而而达达到到聚聚合合物物膜膜改改性

35、性的的目目的的。陆陆晓晓峰峰等等对对聚聚偏偏氟氟乙乙烯烯 (PVDF)(PVDF)超超滤滤膜膜进进行行了了辐辐照照接接枝枝改改性性。在在膜膜表表面面先先通通过过60Co-60Co-射射线线辐辐照照，然然后后接接枝枝乙乙烯烯基基单单体体，再再进进行行磺磺化化，使使PVDF PVDF 膜膜成成为为具具有有磺磺酸酸基基团团的的超超滤滤膜膜。实实验验结结果果表表明明，改改性性后后的的PVDF PVDF 超超滤滤膜膜的的截截留留率率提提高高，污染度下降，亲水性增强。污染度下降，亲水性增强。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2.2.

36、3.2膜材料化学改性膜材料化学改性l 膜膜材材料料化化学学改改性性包包括括材材料料的的共共聚聚、接接枝枝、用用化化学学方方法法赋赋予予亲亲水水基基团团等等。其其中中共共聚聚改改性性如如分分别别将将聚聚乙乙烯烯吡吡咯咯烷烷酮酮与与聚聚醚醚砜砜、聚聚砜砜共共聚聚以以改改善善聚聚醚醚砜砜、聚聚砜砜膜膜的的亲亲水水性性。接接枝枝也也是是较较为为常常用用的的一一种种膜膜材材料料改改性性方方法法,如如在在PVDF PVDF 分分子子上上接接枝枝丙丙烯烯酸酸、丙丙烯烯酰酰胺胺等等。化化学学改改性性的的方方法法有有在在原原有有膜膜材材料料的的分分子子上上引引入入其其它它官官能能团团,以以提提高高了了材材料料的

37、的特特定定性性质质;PVC PVC 分分子子上上引引入入-CN-CN、-COOH-COOH;在在PSF PSF 分分子子引引入入-SO-SO3 3H H、-COOHCOOH等等基基团团;在在氧氧化化剂剂存存在在下下用用强强碱碱处处理理PVDF PVDF 引引入入亲亲水水基基团团;改改变变CACA分分子子上上的的乙乙酰酰基基取取代代度度或或引引入入-CN-CN基基团团;调调节节聚聚酰酰胺胺分分子子中中亲亲水水性性的的酰酰胺胺基基团团的的比比例例等等。以以上上方方法法都都不不同同程程度度地地改改变变了了膜膜材材料料的的亲亲水性。水性。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具

38、有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确小小结结：随随着着膜膜技技术术的的广广泛泛应应用用和和发发展展，高高聚聚物物作作为为主主要要的的膜膜材材料料，其其性性能能的的研研究究已已成成为为人人们们关关注注的的热热点点。开开发发研研制制新新材材料料的的同同时时，必必将将出出现现更更多多的的膜膜改改性性方方法法。相相比比较较而而言言，膜膜表表面面改改性性只只是是在在一一定定程程度度上上改改了了膜膜表表面面的的孔孔径径、孔孔径径分分布布及及亲亲水水性性，其其改改性性过过程程中中存存在在一一些些不不确确定定因因素素，特特别别是是经经过过表表面面物物理理改改性性膜膜在在使使用用过过程程中中常常常常存存在在吸吸附附、涂涂敷敷层层脱脱落落的的现现象象，使使膜膜的的性性能能显显著著下下降降。而而膜膜材材料料改改性性则则可可避避免免这这不不利利因因素素，并并且且改改性性效效果果持持久久稳稳定定。在在膜膜材材料料改改性性中中，共共混混改改性性以以其其操操作作简简便便、效效果果好好而而受受到到青青睐睐。其其是是有有机机/无无机机膜膜材材料料的的共共混混，可可以以综综合合有有机机、无无机机膜膜的的优优点点，使使膜膜的的性性能能进进一一步步改改善善，以以满足特定的离过程。满足特定的离过程。