超支化聚酯对聚砜超滤膜的改性研究(2)
目前，膜分离技术在我国的石油化工、制药、生化、环境、能源、电子、冶金、轻工、食品、航天、海水淡化、医疗等领域已获得有效而广泛的应用与拓展。它不仅自身以每年14％~30％的速度发展，而且带动了相关行业的进步，成为实现我国国民经济可持续发展战略的重要组成部分。然而，在膜分离技术的关键部件——膜材料与器件方面，我国仍无法列入国际先进水平，许多膜材料仍然依赖进口。因此，我国需要大力加强膜材料的基础研究。在现有的商品化的聚合物分离膜中，被广泛采用的膜材料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚醚砜（PES）、聚砜（PSf）和聚氯乙烯（PVC）等。这些膜材料的共同优点是：抗化学腐蚀，耐热性好，机械性能优异等。然而，这些膜材料都具有较强的疏水性，当这些膜与需要分离的物质（如石油、蛋白质或活性生物体）相接触时，被分离物物在膜表面和内部空隙的累积，使得膜通量随运行时间的增长而下降，极大的限制了这些膜在石油化工、污水处理以及生物医药等领域中的应用。因此，为了开发膜技术在各个领域中能有更佳的应用，一种方法是合成出具有新功能的膜材料以适应当前科技的需求，但是，一种新的成熟的膜材料的合成是相当困难的，并且开发周期较长；而通过合适的方法对现有膜材料进行改良，改变膜材料的物理化学性质，使传统膜有更广泛的应用，例如，增加膜的亲水性、提高膜的抗污染能力、改善膜的生物相容性等，将是一种简单而行之有效的方法。
随着科技的发展，膜材料的应用也逐步向其他学科渗透，形成一些新的交叉学科，其中，多孔聚合物电解质膜就是近年来发展非常迅速，并且具有良好应用前景的一项技术。多孔聚合物电解质采用多孔聚合物膜作为基质，经电解液活化后，膜中的孔吸收液体电解质，同时聚合物基体中的无定形区也会被液体电解质所溶胀，该方法所制备的聚合物电解质具有较高的电导率和离子迁移数，并且制备过程对环境的要求不是非常苛刻，很适合大规模的工业化生产。但是，采用传统或单一的聚合物作为基质，往往难以制备出性能优良的多孔聚合物电解质。通常，为了增加膜的孔隙率、降低膜基体的结晶度、提高膜材料与液体电解质的亲合性以及增加多孔膜的液体电解质吸液率，往往需要采取共聚、共混等方法来改变聚合物的物理化学性质。
总的来说，为了拓展膜的应用领域，赋予膜以特殊的功能，在现有膜材料的基础上，对其进行物理化学改性，将是目前膜材料基础研究中的一项重要任务[1-4]。
在分离过程中膜污染限制了膜的性能，并是膜应用的最大障碍[5-7]。Jucker和Clark[8]研究了腐殖酸和富里酸对于各种超滤膜在静态吸附中的吸附动力学，并发现疏水性较强的超滤器具有与有机物更强的相互作用。因此，膜的亲水改性在膜科学技术中扮演着重要作用。
1.1 膜材料改性方法
1.1.1 辐照改性法
辐照接枝聚合反应是通过γ-射线、电子束、离子束和紫外线等高能辐射使聚合物分子链产生自由基，通过接枝聚合反应的方法在膜表面得到亲水性基团；或先接枝上不带有功能团的单体侧链，再通过磺化等反应引入离子交换基团。在聚合物的物理化学改性研究中，这种利用高能射线辐照使材料表面产生自由基，引发单体接枝聚合是一种有效的表面改性手段。PVDF的改性膜较多采用辐照接枝改性方法，利用电子束、离子束[35,36]、γ-射线等技术进行辐照接枝改性。
Soresi等[37]在真空下用Co-60 γ源对PVDF膜及PVDF-HFP膜(含有吹冰氟碳聚合物的PVDF膜)进行辐照改性，再与苯乙烯进行接枝反应，而后磺化，生成PVDF-g-PSSA膜(聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺酸膜)。
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