【摘 要】
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聚醚砜（PES）具有良好的热稳定性、优异的机械性能和耐化学腐蚀等特性,被广泛用于制备各种分离膜。然而,PES膜普遍存在水通量低、膜污染严重、细菌滋生等问题。将亲水单体和抗菌剂接枝到PES膜表面是提高PES膜水通量、抗污能力和抗菌性能的常见手段,但通常反应条件苛刻,且反应过程复杂。对PES进行本体化学改性也是制备功能性分离膜的有效途径。本文首先通过共辐照技术将具有高热稳定性、亲水性、抗菌性的1-乙烯
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聚醚砜（PES）具有良好的热稳定性、优异的机械性能和耐化学腐蚀等特性,被广泛用于制备各种分离膜。然而,PES膜普遍存在水通量低、膜污染严重、细菌滋生等问题。将亲水单体和抗菌剂接枝到PES膜表面是提高PES膜水通量、抗污能力和抗菌性能的常见手段,但通常反应条件苛刻,且反应过程复杂。对PES进行本体化学改性也是制备功能性分离膜的有效途径。本文首先通过共辐照技术将具有高热稳定性、亲水性、抗菌性的1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐[IL（BF4）]离子液体接枝在PES分子链上制备离子液体接枝PES（PES-g-IL）,进一步将得到的PES-g-IL作为膜材料,分别通过浸没沉淀相转化法、静电纺丝法以及干-湿法等手段,制备超滤膜、纳米纤维膜以及中空纤维膜,对其结构与性能进行表征,并探索其在水处理、生物医用等领域的应用。论文的主要研究如下:（1）PES/IL（BF4）共混物的相容性研究通过溶液共混法制备得到了PES/IL（BF4）共混物。利用扫描电子显微镜（SEM）、热重分析仪（TGA）及傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等手段系统研究了其结构与性能,结果表明IL（BF4）与PES为热力学相容体系;PES上的苯环与IL（BF4）上的咪唑环存在特殊相互作用。（2）IL（BF4）对PES的接枝及PES-g-IL（BF4）的结构与性能通过辐射接枝的方式将带有双键的IL（BF4）成功地接枝在PES主链上,获得了PES-g-IL（BF4）膜材料。利用核磁共振谱及称重等方法研究接枝率以及接枝位点,确定IL（BF4）打开双键后接枝在苯环上的碳原子（与PES主链上的醚氧原子相邻）上。此外,进一步研究了不同接枝率PES-g-IL（BF4）材料的亲水性、抗菌性和热行为等。结果表明,离子液体的接枝可提高PES的亲水性,并赋予PES永久抗菌特性,可望解决PES作为分离膜的多个工业难题。（3）PES-g-IL（BF4）多孔膜的制备及性能研究利用浸没沉淀相转化法制备PES-g-IL（BF4）多孔膜,并与未改性PES多孔膜进行对比。研究表明,PES-g-IL（BF4）多孔膜具有更加贯通的膜孔结构以及更高的孔隙率。此外,PES-g-IL（BF4）多孔膜的纯水通量和防污性能都显著提高,并且兼具优良的抗菌性能,对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的抑菌率都达到99.99%以上。（4）PES-g-IL（BF4）纳米纤维膜的制备及其吸附性能的研究通过静电纺丝法制备了一种新型的离子液体IL（BF4）接枝聚醚砜（PES）纳米纤维膜,研究了纳米纤维膜的吸附性能。结果表明,PES-g-IL（BF4）纳米纤维膜对阴离子染料（CR）和重金属离子（Cd（II））的吸附量分别达到120.3 mg/g和187.3mg/g,并且可回收和重复利用。同时,根据吸附动力学及理论计算表明PES-g-IL（BF4）纳米纤维膜对染料及重金属的吸附过程是自发的物理吸附过程,但受多步控制。此外,抗菌试验表明PES-g-IL（BF4）纳米纤维膜具有较强的抗菌能力。（5）PES-g-IL（BF4）中空纤维膜的制备及其在血液透析领域的应用探索通过干-湿法制备得到PES-g-IL（BF4）中空纤维膜,利用SEM观察研究PES-g-IL（BF4）中空纤维膜的形态结构。结果表明,离子液体的接枝比未接枝PES中空纤维膜具有更高的孔隙率及更好的亲水性。进一步研究发现,PES-g-IL（BF4）中空纤维膜能够很好地清除尿素以及溶菌酶等毒素,并且截留BSA蛋白;PES-g-IL（BF4）中空纤维膜还表现出较低的溶血率以及血小板粘附程度,并且未出现血小板被激活的现象;同时,PES-g-IL（BF4）中空纤维膜凝血时间均有略微的延长,可见其具有更好的血液相容性;此外,PES-g-IL（BF4）中空纤维膜对小鼠成纤维细胞的细胞毒性较低,符合医用器材的标准。
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