张凤杰 超滤膜改性技术的研究进展(2)

聚醚砜膜的改性

第5期 张凤杰，朱 岚：超滤膜改性技术的研究进展 27

应改善膜材料的性能. 如分别将4-乙基吡啶与丙烯腈、苯乙烯共聚以改善丙烯腈、苯乙烯与水的亲和性[10]. 申屠宝卿等人[11]研究了甲基丙烯酸八氟戊酯-乙烯基咪唑共聚物与钴卟啉复合膜的制备，共聚物中的咪唑基与钴卟啉的第五配位点在溶液中络合，制得的复合膜具有快速和可逆的氧结合特性. 有文献报道[12]，以感光性单体和丙烯腈共聚，合成了具有光敏特性的超滤膜，经扫描电子显微镜图像显示，此制备的高聚物膜具有超滤结构，实验还证明具有较高的纯水通量和对蛋白质有较高的截留率. 周广荣等[13]利用醋酸乙烯酯在丙烯酸类单体共聚改性的基础上，引入一种高级脂肪酸酯类单体参与共聚. 研究结果表明，改性后的胶粘剂降低了最低成膜温度，使膜的耐水性和粘接强度得到提高.

家的重视. Nystron采用UV放射线对聚砜膜进行改性，BSA与膜表面因电性相斥使膜污染大大降低. Ulbicht[18]曾采用光照接枝的方法，分别将丙烯酸（AA）、２-羟基-乙基-甲基丙烯酸（HEMA）和聚乙二醇甲基丙烯酸（PEG-MA）单体接枝到聚丙烯腈超滤膜上，用改性后的膜去分离蛋白质，使膜污染状况得以明显改善. 国内的陆晓峰[19]等人也对PVDF超滤膜的Co-60γ辐射接枝改性进行了研究. 先用Co-60γ-射线接枝苯乙烯单体，然后再在苯乙烯支链上进行磺化，用改性后的膜对牛血清蛋白做实验，发现膜的抗污染性增强，接触角也由改性前的68°降低至57.5°. 表面光接枝方法与高能辐射接枝方法相比，由于UV光的穿透能力较γ-射线差，致使反应基本上只在材料表面进行，因而材料的本体性能不会受很大的影响，而且UV光源及反应设备成本相对较低，且易于连续化操作，因此，近几年在这方面研究的较多，但仅限于实验室水平.

2.3 表面化学反应改性

表面化学反应一般包括磺化反应和弗克反应. 除此以外，还有其他一些方法，如聚砜膜表面氟化，使F和O添加到膜表面，从而提高膜的亲水性，而膜的选择性不受氟化影响[20]. Shoichet[21]用聚环氧乙烷（PEO）对PAN/VC超滤膜进行表面化学改性，使膜对蛋白质的吸附得到改善. 邵平海[22]和吕晓龙[23]等人对PVDF中空纤维膜进行了表面化学处理，在碱性条件下脱除HF，并在膜表面分别引入双键、羟基和磺酸基团. 结果发现，膜经表面改性处理后，透水速度和分离孔径均未改变，而表面亲水性却有较大改善，但柔韧性也有较大幅度的下降. 刘锴[24]等人利用聚砜膜和酞侧基聚砜膜经脱水溶解后，浸入环己烷（CH）和二氯乙烷（DCE）的混合液中，V（CH）∶V（DCE）=6∶4，加入氯磺酸，反应30 min后取出. 经红外光谱测定发现，PDC膜在磺化处理中引进了—SO3H基团. 采用传统的化学方法，虽然成本较低，操作简单易行，但缺点是反应程度不易控制，本体性质受到的影响较大. 2.4 表面活性剂改性

在膜使用之前，为了防止膜污染，人们可以用表面活性剂法对其进行预处理. 表面活性剂是由至少两种或两种以上极性或亲媒体显著不同的官吸附，从而使界面的状态或性质发生显著变化.

2 超滤膜表面的改性技术

与基体改性不同，表面改性是从制成的超滤膜出发，采用离子体低压放电、辐照接枝、表面化学反应处理、表面活性剂预处理等方法对超滤膜进行改性. 该技术的特点是不改变膜的本体结构和性质，只改变膜表面的亲水性、粘结性、生物相容性和抗污染性，赋予超滤膜新的表面功能. 2.1 等离子体改性

等离子体是由光子、电子、高能离子和中性粒子组成的部分电离气体，可以通过低压辉光放电产生. Mariana等[14]通过Ar等离子体对PVDF膜进行表面改性，结果表明，等离子体处理可以脱去PVDF中的HF并使O原子渗入膜表面，使膜表面的亲水性大大提高. 赵春田等[15]利用空气等离子体对聚丙烯微孔膜处理后使膜表面带有了氧元素. 詹劲等[16]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，从而减少膜表面的静电荷，使抗污染性能提高. 有文献报道[17]，用低温等离子体技术对聚丙烯腈超滤膜进行了气相接枝改性，结果表明，对聚丙烯腈膜表面接枝丙烯酸单体，可使聚丙烯腈膜从超滤膜向纳滤级膜转变. 但人们认为，采用该方法处理的过程中副产物较多，不易成功. 2.2 辐照接枝改性

辐照接枝中辐射源可以是射线，也可以是紫外光. 80年代初，表面光接枝方法引起材料科学