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近几十年来,聚合物膜的制备工艺已发展得十分成熟,利用不同的制备方法可以得到不同功能的聚合物膜,它们可应用于不同的领域,如液体分离、气体分离、涂层防污和手性分离等。本文主要采用了聚合物共混“牺牲”组分法制备多孔聚合物膜,并研究了组分间的相容性和多孔膜的结构特征;同时利用层层自组装的方法制备多层膜,研究了其分离性能和结构特征之间的关系。论文主要包括以下几个方面: (1) PLLA/PMMA共混制备多孔膜 以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚(L-乳酸)(PLLA)为原料,制备了二者的共混膜。利用差示扫描量热仪(DSC)研究了PLLA/PMMA共混膜的相容性。在此基础上,利用碱液降解了共混膜中的PLLA组分,从而制备多孔膜;以石英晶体微天平(QCM)检测了其在降解过程中的质量变化,并确定降解PLLA所需的时间;最后,考察了PLLA/PMMA配比的改变对多孔膜结构的影响。结果发现,降解后膜表面均出现了不同程度的孔结构,且组成的改变对表面的细微结构有明显影响。 (2)耐有机溶剂纳滤膜的制备及液体分离应用 以聚丙烯酸(PAA)和支化聚乙烯亚胺(PEI)为阴、阳离子聚电解质,利用两者之间的静电作用为驱动力,在不同的固体基质表面进行层层自组装、制备多层膜,并考察其液体分离性能。这些固体基质包括亲水处理的硅片、金/ITO(氧化铟锡)导电玻璃、和醋酸纤维膜(CA)基膜、阳极氧化铝膜(AAO)基膜。同时,考察了热交联和戊二醛(GA)交联对多层膜分离性能的影响。结果发现,聚电解质多层膜([PEI/PAA]n)对正己烷中的致癌物质蒽有一定的截留效果;在AAO膜表面并对[PEI/PAA]n进行热交联处理,发现其对蒽的截留效果消失;在CA膜表面并对[PEI/PAA]n进行GA交联,发现其对蒽的截留效果明显增强,且对有机溶剂(无水乙醇、异丙醇和正己烷)的渗透通量增加;AFM结果发现[PEI/PAA]n经GA交联后膜的结构变得更加致密、膜厚大大降低。膜的致密程度增加有利于提升其选择性;膜厚的降低有利于增强其渗透性能。 (3)基于静电/金属配位作用聚电解质多层膜的分离应用 以PEI胺基与聚苯乙烯磺酸钠(PSS)溶液中过渡金属离子M2+(Cu2+、Co2+和Ni2+)间的配位作用为驱动力,在基质(亲水处理的硅片、金/ITO导电玻璃、CA膜)表面制备[PEI/PSS(M)1/2]5膜,并利用液体分离装置考察其对甲基橙的截留性能。结果表明,[PEI/PSS(Cu)1/2]5对甲基橙截留效果最佳,而[PEI/PSS(Ni)1/2]5对甲基橙的截留率最低;AFM结果发现,[PEI/PSS(M)1/2]5多层膜的分离性能与其表面形貌、粗糙度及膜厚关系密切。