聚丙烯腈分離膜改性研究進(jìn)展及其應(yīng)用

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1、Vol.17功能高分子學(xué)報(bào)No.32004年9月JournalofFunctionalPolymersSep.2004綜述X聚丙烯腈分離膜改性研究進(jìn)展及其應(yīng)用XXXXX萬(wàn)靈書(shū),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(jìn)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(hào):O63文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):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(xì)菌侵蝕性,同時(shí)還具有成膜性好,丙烯腈易于和多種單體共聚等特點(diǎn)。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(qiáng)的氰基,高分子鏈間的作用力強(qiáng),柔韌性小,鏈的對(duì)稱性差,機(jī)械強(qiáng)度不高。同時(shí),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(duì)聚丙烯腈膜進(jìn)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(rùn)性、相容性、抗氧化性以及機(jī)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(duì)近年來(lái)改性聚丙烯腈分離膜研究進(jìn)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(dá)到改善表面性質(zhì)的目的,又不會(huì)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(guò)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(duì)稱膜,即一個(gè)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(diǎn)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(lái)說(shuō),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(guò)選擇適當(dāng)?shù)墓簿蹎误w與丙烯腈進(jìn)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(tuán)以進(jìn)行生物大分子的固定化或者進(jìn)行金屬離子的選擇性分離。同時(shí),丙烯腈易于和多種單體共聚,共聚合實(shí)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(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助課題(50273032)XX第一作者簡(jiǎn)介:萬(wàn)靈書(shū)(1980-),男,湖南岳陽(yáng)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(zhǎng)興人,1991年獲理學(xué)博士,教授。E2mail:xuz

6、k@ipsm.zju.edu.cn·825·萬(wàn)靈書(shū),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