聚丙烯腈分離膜改性研究進展及其應(yīng)用

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1、Vol.17功能高分子學(xué)報No.32004年9月JournalofFunctionalPolymersSep.2004綜述X聚丙烯腈分離膜改性研究進展及其應(yīng)用XXXXX萬靈書,黃小軍,徐志康浙江大學(xué)材料化工學(xué)院高分子科學(xué)研究所,浙江杭州,310027摘要:綜述了聚丙烯腈分離膜改性研究新進展,包括表面接枝、復(fù)合、共聚合、聚合物化學(xué)反應(yīng)、分子印跡法等,著重介紹了改性聚丙烯腈分離膜在滲透蒸發(fā)、生物大分子的固定化、微濾、超濾、氣體分離、人工臟器以及模擬生物膜等方面的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:聚丙烯腈分離膜;表面改性;分子印跡

2、;共聚合;酶固定化中圖分類號:O63文獻標識碼:A文章編號:1008-9357(2004)03-0527-08聚丙烯腈耐一般溶劑、不易水解、抗氧化、化學(xué)穩(wěn)定性好,有優(yōu)異的耐細菌侵蝕性,同時還具有成膜性好,丙烯腈易于和多種單體共聚等特點。因此聚丙烯腈分離膜已經(jīng)商業(yè)化并且廣泛應(yīng)用于水處理、血液透析等方面。但是聚丙烯腈分子中含有極性很強的氰基,高分子鏈間的作用力強,柔韌性小,鏈的對稱性差,機械強度不高。同時,未改性的聚丙烯腈生物相容性較差,容易導(dǎo)致蛋白質(zhì)等在膜表面的粘附[1]和固定化酶的失活。為了獲得性能更好的

3、聚丙烯腈分離膜材料,眾多研究者研究了表面接枝、復(fù)合等方法以對聚丙烯腈膜進行改性,研究表明改性后的聚合物在許多方面都優(yōu)于原聚合物,如濕潤性、相容性、抗氧化性以及機械物理性能等,因而能夠在更為苛刻的條件下應(yīng)用。本文旨在對近年來改性聚丙烯腈分離膜研究進展及其應(yīng)用作一綜述。1聚丙烯腈分離膜改性方法1.1表面接枝改性表面接枝改性既可以達到改善表面性質(zhì)的目的,又不會破壞基體的原有結(jié)構(gòu),主要包括等離子體接枝、表面光接枝、輻照接枝、表面化學(xué)改性等,是一種得到廣泛應(yīng)用的改性方法。通過表面接枝,可以提[2-4]高聚合物分離膜

4、的選擇性,改善膜的抗污染能力。1.2制備復(fù)合膜復(fù)合膜是一種不對稱膜,即一個薄的致密皮層支撐在多孔亞層上,皮層和亞層由不同的聚合物材料制成。其優(yōu)點在于可以分別選用適當(dāng)?shù)钠雍蛠唽右缘玫阶顑?yōu)的膜性能,包括選擇性、滲透性、化學(xué)和熱穩(wěn)定性等。復(fù)合膜的制備方法有界面聚合、浸涂法、等離子聚合等,其支撐底膜一般采用相轉(zhuǎn)化法制[5-7]備。一般來說,復(fù)合后膜的孔徑及其分布變小,導(dǎo)致水通量有所下降。1.3共聚合改性共聚合是一種重要而有效的改性方法,通過選擇適當(dāng)?shù)墓簿蹎误w與丙烯腈進行共聚,可以改變聚合物疏水/親水平衡以提高分

5、離膜的抗污染能力以及改善膜的生物相容性,也可以引入功能基團以進行生物大分子的固定化或者進行金屬離子的選擇性分離。同時,丙烯腈易于和多種單體共聚,共聚合實施方法也多種多樣,典型的丙烯腈共聚合單體、聚合方法及其分離膜用途歸納如表1。X收稿日期:2003-12-30基金項目:國家自然科學(xué)基金資助課題(50273032)XX第一作者簡介:萬靈書(1980-),男,湖南岳陽市人,碩士生。研究方向:高分子分離膜材料XXX通訊聯(lián)系人:徐志康(1963-),男,浙江長興人,1991年獲理學(xué)博士,教授。E2mail:xuz

6、k@ipsm.zju.edu.cn·825·萬靈書,黃小軍,徐志康Table1Applicationofacrylonitrile2basedcopolymermembranesComonomerPolymerizationmethodApplicationsReferencesacrylicacidsolutionpolymerizationimprintmembranes[8-12]glycerylmethacrylatesolutionpolymerizationenzymeimmobilizati

7、on[13,14]vinylimidazoleirradiationpolymerizationmetalionsseparation[15]maleicanhydridewaterphaseprecipitationpolymerizationultrafiltration[16]methacrylicacidemulsionpolymerisationimprintmembranes[10,12,17-19]vinylacetateemulsionpolymerisationevaporation[2

8、0]acrylamidesolutionpolymerizationultrafiltration[21]hydroxyethylmethacrylatesolutionpolymerizationgasseparation[22]22vinyl2N2pyrrolidonesolutionpolymerizationbiomedicalmaterials[23-25]α2allylglucosidewaterphaseprec