聚丙烯腈(pan)由于具有良好的耐菌性、耐候性及热稳定性,被广泛应用于物质的分离与浓缩等领域。但因为膜材料本身疏水的缘故,pan超滤膜表面亲水性较差,容易吸附蛋白质等大分子,造成膜通量下降的。
低温在线等离子清洗设备等离子体改性是解决这一问题的有效方法,在膜表面引入多种极性基团,提高膜的亲水性和抗污染能力。利用等离子体表面改性聚丙烯微孔膜,接触角由原膜的100°降低至40° ,亲水性明显提高。等离子体表面改性薄膜复合膜(tfc),改性后膜表面亲水性得到改善,抗污染能力明显增加。
低温等离子体作用在材料表面时,会产生一系列复杂的物理化学过程。因此,了解等离子体放电特性和特征参数,对等离子体技术在材料改性方面的应用具有重要意义。
利用在线等离子清洗设备nh3等离子体表面改性pan超滤膜,随着放电功率的增大,接触角随之减小,随着功率的增大,在膜表面引发的自由基反应更充分,生成的极性基团量增加,使膜表面亲水性增强。处理时间适当增大,等离子体中自由电子获得动能,加速与膜表面大分子链撞击,引人更多的极性基团,亲水性明显改善。
对原膜、等离子体改性膜样品在pan超滤膜进行通量测试可以发现,与原膜相比通量显著增加,超滤膜表面亲水性明显改善,蛋白质分子不易在膜表面附着,抗污染性能和渗透性能也进一步提高。等离子体改性虽然改变了膜表面结构,但刻蚀作用并不明显,改性后膜孔径减小,对大于膜孔径的蛋白质分子有很好的截留效果。
低温在线等离子清洗设备等离子体改性后,聚丙烯腈超滤膜的通量衰减率由原膜的68%降低至43%,因为等离子体能够引发超滤膜表面的自由基反应,在膜表面生成羰基(c=o)和羧基(一cooh)等亲水性基团,基团可与周围水分子结合形成亲水界面,减少蛋白质在膜表面的沉积,因此,通量衰减率的降低表明等离子体改性提高了超滤膜的抗污染能力。
