賈旭瑩,Christine N. Matindi, 崔振宇, 李建新*

(1. 天津工業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 天津 300387;2. 天津工業(yè)大學(xué) 分離膜與膜過程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 天津 300387)

現(xiàn)代社會(huì)面臨的最大挑戰(zhàn)之一是環(huán)境污染日益嚴(yán)重,清潔水的供應(yīng)不足,膜技術(shù)由于其節(jié)能、成本低的特點(diǎn),已成為水凈化不可或缺的技術(shù),包括海水、微咸水淡化以及城市或工業(yè)廢水處理[1-3].分離膜種類繁多,根據(jù)膜孔徑的不同,可以分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜[4-5],其中超濾是水處理領(lǐng)域中常用的處理技術(shù).但膜污染致使水滲透通量下降、能耗增加等[6-8],發(fā)展親水性優(yōu)異分離膜是解決目前膜污染的有效途徑.

相比于聚砜(PSf)、聚酰胺(PA)等聚合物,聚偏氟乙烯(PVDF)因其高機(jī)械強(qiáng)度、良好的熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)性、耐老化性能,是膜制造中應(yīng)用最廣泛的氟聚合物材料之一.此外,PVDF易制成平板、中空纖維和管狀膜,適用于多種膜分離環(huán)境[9].但因其強(qiáng)疏水性、易被污染物吸附等缺點(diǎn)限制了它在膜分離領(lǐng)域的應(yīng)用,需要對(duì)其工藝進(jìn)一步優(yōu)化,進(jìn)行親水改性,這也是PVDF膜領(lǐng)域的一直研究的熱點(diǎn).目前,通常采用表面改性和共混改性來改善PVDF膜的親水性能和抗污性能[10-12].Jiang等[13-14]通過摻入SiO2納米顆粒制備出PVDF/PEG/SiO2改性膜;當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時(shí),改性膜在過濾水油乳液和酵母懸浮液過程中通量回收率(99.8%)顯著提高.同樣,Rahimpour等[15]通過在PVDF膜表面接枝丙烯酸等親水單體和氨基等親水基團(tuán)進(jìn)行了親水改性,顯著提高了PVDF膜的親水性和抗污染性能,但水通量有所下降.Wu等[16]將PVDF、兩親性聚合物苯乙烯-馬來酸鈉共聚物(SMANa)和功能化碳納米管進(jìn)行共混制膜,顯著提高膜的純水通量[1 266.50 L/(m2·h)]和通量恢復(fù)率(88.5%),具有良好的抗污染性能.雖然,上述改性方法都可以對(duì)PVDF膜進(jìn)行抗污染或親水改性,但仍存如親水性添加劑在膜內(nèi)的穩(wěn)定性,兩親性聚合物添加劑與膜材料的相容性差等問題,仍需要進(jìn)一步探究與解決,滿足膜分離在水處理的應(yīng)用和需求.

本文首先研究PVDF/SMA體系的相容性,隨后利用PEG與SMA的酯化反應(yīng)對(duì)PVDF/SMA膜進(jìn)行親水改性.根據(jù)控制酯化反應(yīng)時(shí)間來調(diào)控體系熱力學(xué)達(dá)到調(diào)控膜結(jié)構(gòu)與性能的目的,改善膜親水性,制備出高性能的PVDF/SMA-g-PEG超濾膜.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑

聚偏氟乙烯(PVDF),Solvay 6010;聚苯乙烯-馬來酸酐(SMA),華雯725(Mw=100 000 g/mol);聚乙二醇(PEG20000),分析純,百靈威科技有限公司;N,N-二甲基乙酰胺(DMAc),分析純,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;牛血清蛋白(BSA),分析純,天津市天大化工實(shí)驗(yàn)廠;磷酸緩沖液,分析純,天津北聯(lián)精細(xì)化工發(fā)展有限公司.

1.2 PVDF/SMA共混膜制備

聚合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%,依次將不同共混比的聚合物(PVDF、SMA)、溶劑DMAc倒入到三口燒瓶中,并用機(jī)械攪拌器在一定溫度下充分?jǐn)嚢?直到鑄膜液完全溶解成均質(zhì)澄清狀態(tài),隨后恒溫靜置脫泡8 h.在刮制平板膜時(shí),將鑄膜液傾倒于干燥、光滑的玻璃板上,在一定厚度(300 μm)的刮刀作用下刮制成均勻膜,凝固浴為25 ℃的去離子水,在室溫下轉(zhuǎn)化成膜.最后在去離子水中浸泡24 h,充分除去膜中殘留的溶劑和添加劑.

1.3 PVDF/SMA-g-PEG共混膜制備

聚合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%,mPVDF∶mSMA=88∶12,致孔劑PEG20000質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%,鑄膜液配方如表1所示.其中,將稱量的聚合物 (PVDF、SMA)和DMAc倒入到三口燒瓶中,在70 ℃下充分?jǐn)嚢柚凌T膜液完全溶解成均質(zhì)澄清狀態(tài).隨后,將燒瓶放入50 ℃的水浴鍋中攪拌6 h,加入預(yù)先50 ℃干燥的高純度PEG20000,攪拌一定時(shí)間后停止反應(yīng).其中,SMA與PEG20000酯化反應(yīng)式如圖1所示.鑄膜液在真空烘箱里進(jìn)行脫泡,隨后刮制均勻膜,凝固浴為25 ℃的去離子水.將制備完成的膜放在去離子水中進(jìn)行保存,去除多余溶劑和添加劑.根據(jù)反應(yīng)時(shí)間不同,將膜命名為M0h、M12h、M24h、M36h、M48h,將未加PEG的PVDF/SMA純膜命名為M0.

圖1 SMA-g-PEG 合成過程中反應(yīng)方程式Fig.1 Proposed schematic reaction during SMA-g-PEG synthesis

表1 鑄膜液配方

1.4 PVDF/SMA-g-PEG共混膜的測(cè)試與表征

1.4.1PVDF/SMA共混體系相容性計(jì)算

Schneier[17]提出了可以推導(dǎo)出共混體系(兩種聚合物)的混和熱計(jì)算公式(1).當(dāng)ΔHm<10×10-3cal/mol時(shí),表示體系是相容的,而當(dāng)ΔHm>10×10-3cal/mol時(shí),則表示體系是不相容的.

(1)

式中:ΔHm為混合焓;X為單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(X1+X2=1);δ為溶解度參數(shù);ρ為聚合物密度;M為單體單元分子量.

1.4.2PVDF/SMA共混膜DSC測(cè)試表征

采用DSC(DSC204F1,德國)測(cè)試共混膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg),探索聚合物共混物的相容性.在氮?dú)猸h(huán)境下(20 mL/min),溫度范圍設(shè)定在40～300 ℃,加熱速率設(shè)定在10 ℃/min.每個(gè)樣品分析3次,然后得到平均值.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)由所得DSC圖的斜率變化確定.

1.4.3PVDF/SMA-g-PEG共混體系黏度表征

本實(shí)驗(yàn)采用旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)(中國上海恒平儀器公司NDJ-8S)測(cè)定鑄膜液的黏度,并記錄其黏度隨時(shí)間的變化規(guī)律.

1.4.4PVDF/SMA-g-PEG共混膜紅外表征

用傅里葉變換紅外光譜儀衰減全反射光譜儀(FTIR,NicoletiS50,美國)對(duì)膜進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)分析.掃描波數(shù)范圍在400～4 000 cm-1.

1.4.5PVDF/SMA-g-PEG共混膜滲透性能表征

將濕膜固定在自制的錯(cuò)流過濾裝置中,進(jìn)料液為純水,實(shí)驗(yàn)裝置的有效半徑為20 mm,然后測(cè)量共混膜的滲透性能.首先調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置壓力為0.15 MPa,預(yù)壓60 min,隨后壓力調(diào)低到0.1 MPa,運(yùn)行穩(wěn)定后得到共混膜的純水通量.根據(jù)式(2)計(jì)算純水通量:

J=V/(At)

(2)

式中:J為純水通量,L/(m2·h);V為滲透水的體積,L;A為膜面積,m2;t為運(yùn)行時(shí)間,h.

測(cè)量BSA截留時(shí),該設(shè)備與PWF測(cè)量所用的設(shè)備相同.將進(jìn)料液改為1 g/L的BSA溶液(pH調(diào)至7.4),在0.1 MPa的工作壓力下預(yù)壓60 min后收集原液和濾出液.使用紫外-可見分光光度計(jì)(PerkinElmer Lambda 35)測(cè)定初始和過濾液在278 nm處的吸光度.每個(gè)樣本測(cè)量3次,取其平均值.根據(jù)式(3)計(jì)算BSA截留率.

R=(1-Cp/Cf)×100%

(3)

式中:R為截留率,%;Cp與Cf分別為濾液和給料溶液的濃度,g/L.

1.4.6PVDF/SMA-g-PEG接觸角表征

在室溫下,采用滴形分析系統(tǒng)(krussDSA100,德國)測(cè)量水接觸角(WCA),以評(píng)估膜的潤濕性和親水性.該小水滴的體積為2 μL.每個(gè)樣品測(cè)量5次,取其平均值.

1.4.7PVDF/SMA-g-PEG共混膜接枝度表征

SMA與PEG的酯化反應(yīng)是由于PEG分子鏈上的羥基與SMA中的親水性馬來酸酐(MA)基團(tuán)的反應(yīng)引起的.即在PVDF/SMA-g-PEG膜上接枝一個(gè)PEG分子鏈,對(duì)應(yīng)SMA聚合物的一個(gè)MA基團(tuán)或重復(fù)單元.因此,PEG在膜上的接枝程度(DG)是根據(jù)PEG分子鏈接枝量(M1)與反應(yīng)位點(diǎn)數(shù)的比值來計(jì)算的.

(4)

(5)

(6)

式中:E0為M0的含氧量,S為M0的含氧量的1/3.E1是M0h的氧含量.(EX1-E1)為接枝引入的O原子總數(shù).n為PEG的聚合度,“1”為SMA鏈上的一個(gè)重復(fù)單元,與PEG反應(yīng).N是根據(jù)接枝后膜上O原子的增加量和PEG分子鏈上O原子的數(shù)量來計(jì)算的.

1.4.8PVDF/SMA-PEG孔徑孔隙率表征

孔隙率:采用干-濕重法測(cè)定膜的孔隙率.取一定面積的濕膜,用濾紙輕拭表面,擦干水分,記錄其重量和厚度,在100 ℃下干燥24 h,稱重干膜,每個(gè)樣品測(cè)量3次取其平均值,用式(7)計(jì)算膜的孔隙率(ε):

(7)

式中:ε為膜的孔隙率,%;Wd為干膜質(zhì)量,g;Ww為濕膜質(zhì)量,g;ρw為純水密度,g/cm3;δ為膜厚度,cm;A為膜面積,cm2.

平均孔徑:采用式(8)計(jì)算共混膜平均孔徑:

(8)

式中:rm為平均孔徑,nm;ε為孔隙率;η為純水黏度,8.9×10-4(Pa·s);Lm為膜厚度,m;Q為純水通量,m3/s;A為有效膜面積,m2;Δp為滲透壓,100 kPa.

1.4.9PVDF/SMA-PEG抗污染性能表征

首先用純水將膜以0.2 MPa預(yù)壓60 min,并計(jì)算0.1 MPa下60 min的純水通量(Jw1).然后用1 g/L BSA溶液(pH=7.4)代替純水,計(jì)算60 min的滲透通量為Jp.隨后將受污染的膜用純水沖洗30 min,繼續(xù)測(cè)量清潔膜的回收通量(Jw2).利用式(9)計(jì)算滲透率下降率(DRt)來評(píng)估膜的抗污性能.

(9)

(10)

利用式(10)和式(11)計(jì)算BSA在膜上吸附引起的不可逆滲透率下降率(Rir)以及可逆滲透率下降率(Rr)以及通過式(12)計(jì)算通量恢復(fù)率(FRR),水通量恢復(fù)率越高,說明膜的抗污染性能越強(qiáng).

(11)

(12)

2 結(jié)果與討論

2.1 PVDF/SMA體系相容性表征

圖2 PVDF/SMA共混體系相容性理論計(jì)算Fig.2 The enthalpy of mixing of different ratios of PVDF/SMA blend systems.

2.2 PVDF/SMA共混膜DSC表征

PVDF/SMA共混體系的DSC測(cè)試結(jié)果見圖3.PVDF和SMA的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為分別為-49和149 ℃.由圖3可以看出,隨著SMA含量的增加,共混膜的熔融溫度Tm逐漸向左移動(dòng)并減小,靠近SMA的熔融溫度,這是由于隨著SMA含量的增加,體系相容性逐漸變差,使體系熔融溫度逐漸向單一聚合物SMA熔融溫度靠近,與前期理論計(jì)算基本符合.

圖3 PVDF/SMA共混體系DSC分析Fig.3 DSC analyses of PVDF/SMA blending systems

2.3 PVDF/SMA-g-PEG共混體系黏度表征

圖4為PVDF/SMA和PVDF/SMA-g-PEG兩個(gè)體系鑄膜液黏度隨反應(yīng)時(shí)間的變化趨勢(shì)(50 ℃).對(duì)于PVDF/SMA體系,兩種聚合物之間沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),因此隨著時(shí)間的增加,黏度基本沒有發(fā)生變化,一直為780 mPa·s.對(duì)于添加PEG的體系,在反應(yīng)初期的(0～24 h),PVDF/SMA-g-PEG體系的黏度由780 mPa·s緩慢增加到2 340 mPa·s(24 h).此時(shí),體系屬于平衡階段.反應(yīng)時(shí)間進(jìn)一步增加(24～48 h),PVDF/SMA-g-PEG體系鑄膜液的黏度明顯上升,由2 340 mPa·s(24 h)顯著增加至6 580 mPa·s(48 h),此時(shí)體系屬于預(yù)凝膠階段.隨著反應(yīng)時(shí)間的繼續(xù)增加(48～84 h),PVDF/SMA-g-PEG體系鑄膜液的黏度急劇增加,由6 580 mPa·s(48 h)迅速增加到61 440 mPa·s(84 h),鑄膜液發(fā)生凝膠化,此時(shí)體系屬于凝膠階段.出現(xiàn)這種變化的原因是,SMA不斷開環(huán),越來越多的PEG與SMA發(fā)生酯化反應(yīng),使體系黏度改變,出現(xiàn)平衡-預(yù)凝膠-凝膠化的變化.

圖4 不同反應(yīng)時(shí)間下PVDF/SMA和PVDF/SMA/PEG共混體系鑄膜液黏度表征(50 ℃)Fig.4 The viscosity of PVDF/SMA casting solution and PVDF/SMA/PEG casting solution versus reaction time (50 ℃)

2.4 PVDF/SMA-PEG共混膜紅外表征

圖5 PVDF/SMA-g-PEG 共混膜的FTIR紅外光譜Fig.5 FTIR spectra of PVDF/SMA-g-PEG blend membranes

2.5 PVDF/SMA-g-PEG共混膜接枝度表征

為進(jìn)一步驗(yàn)證SMA與PEG的酯化反應(yīng),通過元素分析表征共混膜表面元素組成,結(jié)果如表2所示.其中,M0中的總氧含量(7.56%)全部由SMA提供.M0h的氧含量為8.51%.,隨著反應(yīng)時(shí)間的延長,氧含量逐漸增加,而且M48h氧含量提高到18.84%.這是由于隨著反應(yīng)的進(jìn)行,PEG與SMA反應(yīng)產(chǎn)生的SMA-g-PEG含量越來越多,導(dǎo)致得到的共混膜內(nèi)羥基和醚基的含量和比例增加.

表2 膜的氧含量和接枝度

此外,還根據(jù)式(6)進(jìn)行了接枝度(DG)的計(jì)算,計(jì)算結(jié)果如表2所示.由表2可知,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,混合膜的接枝度在逐漸增加,即由M12h時(shí)的0.29%增加到M48h時(shí)的1.11%.這氧含量和接枝度的計(jì)算與黏度和紅外分析結(jié)果一致,表明了鑄膜液體系中確實(shí)發(fā)生了酯化反應(yīng).

2.6 PVDF/SMA-g-PEG共混膜形態(tài)結(jié)構(gòu)表征

不同反應(yīng)時(shí)間下所制備的混合膜的上表面和橫截面SEM圖,如圖6所示.共混膜的孔隙率、膜厚,平均孔徑和純水通量如表3所示.由圖6可以看出,隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,所制備的共混膜的支撐層結(jié)構(gòu)逐漸由大空腔和大指狀孔結(jié)構(gòu)向細(xì)密的指狀孔結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變.加入PEG20000 后,共混膜在反應(yīng)初期(0～12 h)橫截面表面皮層致密,支撐層為大空腔和指狀孔結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出典型的非對(duì)稱結(jié)構(gòu).這是由于,加入PEG20000后,一方面,PEG20000的加入會(huì)增加鑄膜液的黏度,導(dǎo)致聚合物體系的成膜動(dòng)力學(xué)行為發(fā)生改變;另一方面,PEG20000為致孔劑和親水性添加劑,可以減緩相轉(zhuǎn)化過程中的雙擴(kuò)散速率,得到的共混膜具有較高的孔隙率(89.4%)和厚度(220±3 μm).隨著反應(yīng)的進(jìn)行,所得共混膜的指狀孔和大空腔結(jié)構(gòu)(M0h)被抑制(M24h),最終逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹笭羁捉Y(jié)構(gòu)(M48h).產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是添加PEG20000后,SMA與PEG20000發(fā)生酯化反應(yīng),生成SMA-g-PEG.由于SMA-g-PEG的出現(xiàn),以及SMA-g-PEG與PVDF之間的氫鍵作用,使體系黏度進(jìn)一步提高.黏度的變化導(dǎo)致成膜動(dòng)力學(xué)發(fā)生改變,相轉(zhuǎn)化速率減慢,最終,大孔結(jié)構(gòu)和指狀結(jié)構(gòu)被完全抑制.

圖6 不同反應(yīng)時(shí)間下PVDF/SMA-g-PEG共混膜上表面和截面結(jié)構(gòu)的SEM圖Fig.6 SEM images of PVDF/SMA-g-PEG blend membranes top-surface cross-section structures under different reaction time

表3 共混膜性能

2.7 PVDF/SMA-g-PEG共混膜親水性能表征

超濾膜的親水性可以用水接觸角來表征.圖7為PVDF/SMA-g-PEG共混膜的水接觸角(WCA)測(cè)試結(jié)果.由于PVDF膜固有的高疏水性,M0的WCA高達(dá)87°.親水改性后,共混膜的接觸角呈下降趨勢(shì),水接觸角從75.2°(M0h)減小到57.3°(M48h).出現(xiàn)這種現(xiàn)象一方面是因?yàn)镻EG20000為親水性添加劑,在相轉(zhuǎn)化過程向水-聚合物界面遷移;另一方面,SMA與PEG20000發(fā)生酯化反應(yīng),增加膜內(nèi)親水基團(tuán)的含量,在相轉(zhuǎn)化過程中向表面偏析,使膜表面親水性羥基的密度增加,提高親水性.另外,接觸角的大小也會(huì)受到粗糙度的影響.一般而言,膜表面粗糙度下降,接觸角也會(huì)下降,使膜的親水性得到提升[18].

圖7 不同反應(yīng)時(shí)間下的PVDF/SMA-g-PEG共混膜水接觸角表征Fig.7 WCA of PVDF/SMA-g-PEG blend membranes under different reaction times

2.8 PVDF/SMA-g-PEG共混膜滲透性能表征

考察了不同反應(yīng)時(shí)間下PVDF/SMA-g-PEG共混膜滲透性能的規(guī)律,結(jié)果如圖8所示.由圖8可以看出,M0對(duì)牛血清白蛋白的截留率最高為98.5%,但其滲透率較低[167 L/(m2·h·MPa)].當(dāng)加入PEG20000后,提高了共混膜的親水性,并且改善了共混膜的結(jié)構(gòu),提高了膜的滲透率.對(duì)比M0,M0h具有較高的BSA截留率(>95%)和滲透率[868 L/(m2·h·MPa)].同時(shí),隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,得到的不同共混膜滲透率從1 189 L/(m2·h·MPa)(M12h)增加到1 694 L/(m2·h·MPa)(M48h).這表明共混膜滲透率的提高也與共混膜的平均孔徑增加.此外,M12h和M24h對(duì)BSA的截留率分別為98%和98.5%,雖然M36h(97.8%)和M48h(96.5%)對(duì)BSA的截留率略有下降,但總體來說,共混膜對(duì)BSA具有較高的截留率.

圖8 不同反應(yīng)時(shí)間下PVDF/SMA-g-PEG共混膜對(duì)BSA溶液的滲透率和截留率Fig.8 Permeance and rejection of PVDF/SMA-g-PEG blend membranes under different reaction times for BSA solution

2.9 PVDF/SMA-g-PEG共混膜抗污染性能表征

通常,以1 g/L的BSA溶液作模型污染物,探究PVDF/SMA-g-PEG共混膜的抗污染性能,測(cè)試包含3個(gè)純水清洗階段(Ⅰ,Ⅲ,Ⅴ)和兩個(gè)BSA污染階段(Ⅱ,Ⅳ),測(cè)試結(jié)果如圖9(a)所示.

圖9 (a)純水過濾和BSA 溶液污染操作過程中膜的通量變化(Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ:純水階段,Ⅱ、Ⅳ:污染階段);(b)BSA溶液(1 g/L)過濾過程中的 FRR、Rt、Rr 和 RirFig.9 (a) Flux variation of membranes during the pure water filtration and fouling operation with BSA solution (Ⅰ, Ⅲ, Ⅴ: pure water stage and Ⅱ, Ⅳ: fouling stage), (b) FRR, Rt, Rr

從圖9(a)可以看出,在純水Ⅰ過濾階段,膜的純水通量是一個(gè)較為穩(wěn)定的值.當(dāng)經(jīng)過1 g/L的BSA進(jìn)料液污染后(Ⅱ,60 min),共混膜的通量由大幅衰減,這說明在此階段共混膜受到嚴(yán)重的污染.隨后,在Ⅲ階段再次用純水清洗后,共混膜的純水通量分別恢復(fù)到32.39、16.61、23.85、30.61和37.94 L/(m2·h),純水通量有所恢復(fù),并可以恢復(fù)到較高水平,說明共混膜具有較高的抗污染性能.

另外,可以根據(jù)式(9)～式(12)可以計(jì)算滲透率下降率(DRt)、不可逆滲透率下降率(Rir)、可逆滲透率下降率(Rr)和通量恢復(fù)率(FRR),結(jié)果如圖9(b)所示.所制備的共混膜的FRR呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì).其中,M0的FRR最低,為57.1%,這說明其遭受的不可逆污染最為嚴(yán)重,抗污染性能最差.此外,M48h的FRR高達(dá)78.9%,表明其抗污染性能最好.同時(shí)從M0到M48h,其Rir呈逐漸減小的趨勢(shì),從41.7%降低到21.1%,而Rr呈逐漸增大的趨勢(shì),從20.1%增加到62.6%.這歸因于PEG20000與SMA的酯化反應(yīng)引入的親水基團(tuán)在相轉(zhuǎn)化過程中偏析到共混膜表面,與非溶劑水形成穩(wěn)定的水化層,增加共混膜的親水性,有效抑制污染物與膜表面的直接接觸和吸附,減少不可逆污染,從而提高膜的抗污染性能.

3 結(jié)論

通過PEG20000與SMA之間的酯化反應(yīng)采用反應(yīng)控制-相轉(zhuǎn)化法成功制備PVDF/SMA-g-PEG共混膜.

1) 根據(jù)Schneier 混合焓計(jì)算,結(jié)果發(fā)現(xiàn),PVDF/SMA共混體系是部分相容體系.當(dāng)PVDF/SMA共混比>82/18或者<20/80時(shí),共混體系是完全相容的.

2) 添加PEG20000后,PVDF/SMA體系黏度隨著時(shí)間的延長分為三個(gè)階段:平衡、預(yù)凝膠和凝膠階段.黏度的變化導(dǎo)致成膜動(dòng)力學(xué)發(fā)生改變,共混膜的結(jié)構(gòu)由大空腔和大指狀孔結(jié)構(gòu)逐漸演變?yōu)榈募?xì)密指狀孔結(jié)構(gòu).

3) 當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為48 h時(shí),共混膜M48h純水通量為458.6 L/(m2·h),對(duì)BSA溶液的截留率>95%,通量恢復(fù)率為78.9%,水接觸角為57.3°,表現(xiàn)出優(yōu)良的親水性和抗污染性能.