多巴胺氧化自聚改性聚四氟乙烯纤维制备及其性能
ptfe的制备
ptfe的制备
PTFE，全称聚四氟乙烯，是一种高分子材料，具有优异的耐腐蚀性、耐高温性、不粘性等特点，广泛应用于化工、电子、医疗、航空等领域。
那么，PTFE是如何制备的呢？
PTFE的制备主要有两种方法：一种是自由基聚合法，另一种是离子聚合法。
其中，自由基聚合法是目前应用最广泛的一种方法。
自由基聚合法的制备过程如下：
1. 原料准备：将四氟乙烯、过氧化苯甲酰和氯化铁等原料按一定比例混合。
2. 反应器准备：将反应器内壁涂覆聚四氟乙烯，以防止反应物黏附在反应器内壁上。
3. 反应：将原料加入反应器中，加热至适当温度，同时加入氧气或氮气等气体，使反应物发生自由基聚合反应。
4. 淬灭：反应结束后，将反应物淬灭，使其快速冷却，以防止反应物继续聚合。
5. 粉碎：将淬灭后的聚合物粉碎成颗粒状，即可得到PTFE。
需要注意的是，PTFE的制备过程中需要控制反应温度、气体流量等参数，以保证聚合反应的顺利进行。
此外，反应器的材质也需要
选择合适的材料，以防止反应物对反应器产生腐蚀作用。
PTFE的制备是一个复杂的过程，需要严格控制各项参数，才能得到高质量的产品。
随着科技的不断发展，PTFE的制备技术也在不断改进，相信未来会有更加高效、环保的制备方法出现。
改性PTFE纤维金属配合物的制备及其光催化降解性能
Ｊ ａ ｎ ｕａ ｒ ｙ
Ａ ｃ ｔ ａ Ｐ ． 一 Ｃ ｈ ｉ ｍ． Ｓ ｉ ｎ ． ２ ０ １ ３ ， ２ ９（ １ ） ， １ ５ ７ － １ ６ ６
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ８ ６ ６ ／ Ｐ Ｋ Ｕ． ＷＨＸＢ ２ ０ １ ２ １ ０ １ ５ ２
Ｆ ｅ 。 ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｎ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ａ ｍｉ ｘ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ Ｃｕ ａｎ ｄ Ｆ ｅ ０ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｏ ｐ ｒ ｅｐ ａ ｒ ｅ Ｐ Ａ Ａ． ｇ ． ＰＴＦ Ｅ Ｆ ｅ ａ ｎ ｄ ＣＵ ． Ｆ ｅ ｂｉ ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｉ ｃ
关键 词： 聚 四氟乙烯 纤维： 金属配合物 ： 配位结构： 光催化 ： Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ 反应： 染料 降解 中图分 类号 ： ０６ ４ ３ ． ２
Ｐｒ ｅ ｐ ａｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｏ ｆ Ｇｒ ａ ｆ ｔ ｅ ｄ Ｐ ＴＦＥ Ｆ ｉ ｂ ｅｒ Ｍｅ ｔ ａｌ ｌ ｉ ｃ Ｃｏｍ ｐ ｌ ｅ ｘ ｅ ｓ ａｎ ｄ Ｔｈ ｅｉ ｒ Ｐｈ ｏ ｔ ｏｃ ａ ｔ ａ Ｉ ｙ ｔ ｉ ｃ Ｄｅ ｇ ｒ ａ ｄａ ｔ ｉ ｏｎ Ａｂｉ ｌ ｉ ｔ ｉ ｅ ｓ
ｃ ｏｍｐ ｌ ｅ ｘ ｅ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅｓ ａ ｎ ｄ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ａ ｄ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏｍｐ ｌ ｅ ｘ ｅ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｌ ｅ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ
化剂应用于典型偶氮染料活 性蓝 ２ ２ ２ 氧化 降解 反应 中， 考察和 比较 了二者在不 同 ｐ Ｈ介质 中对 降解 反应 的催化 作用． 结果表明， 在有或无 Ｃ ｕ 的存在条件下， 一个 Ｆ ｅ 能够与三个 Ｐ Ａ Ａ ． ｇ ． Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ表面 的６个羧基发 生反应形成 配合 物， 并 且它 们在 紫外 和可 见光 区表 现 出好 的光吸 收特 性． 当两种 金属 离子 共存 时 Ｃｕ 比 Ｆ ｅ ”更容 易与 Ｐ Ａ Ａ－ ｇ － Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ发 生配位反应形成铁铜 双金属配合物． 在 可见光辐射下 Ｐ Ａ Ａ ． ｇ ． Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ铁配合物对不 同 ｐ Ｈ水溶液 中染料 降解 反应均表现 出显著 的催化作用， 但 是溶 液 ｐ Ｈ的升高不利于配合物催化 活性 的发挥． 而配合物 中铁离 子含量提 高特别是引入 Ｃｕ 作为助金属离子 能够较大幅度地改善其在高 ｐ Ｈ范围 内的催化活性和重复利用性 ．
多巴胺功能材料的制备方法及应用研究进展
多巴胺功能材料的制备方法及应用研究进展作者：唐良泽杨在君胡琬君来源：《科技风》2021年第07期摘要：近二十年来，多巴胺广泛运用于材料的合成。
本文就多巴胺参与的材料制备方法进行总结，包括多巴胺的自聚合、共价键接枝、多组分共聚、乙烯基修饰的多巴胺聚合，并简述其在材料领域的应用。
关键词：多巴胺;功能材料;合成方法多巴胺含有氨基的邻苯二酚，是脑内分泌的儿茶胺酚类神经递质[1]，也是制备生物医用材料的原料。
近二十年来，多巴胺及其类似物在材料领域得到了广泛应用。
例如，赵鸣岐[2]等综述了多巴胺用于生物医用材料表面高分子涂层;Ryu[3]等综述了近十年来聚多巴胺在材料表面化学的研究;李红[4]等综述了多巴胺基纳米材料的应用;沈佳丽[5]等综述了多巴胺对骨修复材料的应用。
本文主要是对近年来多巴胺参与材料制备的方法及应用进行概述。
1 多巴胺的自聚合多巴胺在一定条件下可以发生氧化自聚合。
多巴胺能环化形成吲哚，继而通过分子间聚合化和苯基的π-π堆叠自组装[3，6]。
多巴胺的自聚合可运用于材料表面涂层修饰[7]，制备光热性能的聚多巴胺纳米粒子[8-9]，合成智能响应性多巴胺碳点等。
例如，Lee等[7]将陶瓷、金属等材料浸泡在多巴胺的碱性Tris水溶液中，多巴胺聚合在这些材料的表面进行涂层化修饰。
Si 等将Fe3O4微球浸入在多巴胺的碱性磷酸盐溶液中，多巴胺自聚在Fe3O4微球表面，形成核/壳结构纳米复合物。
该核/壳结构纳米复合物与金纳米粒子通过静电吸引自组装，得到超顺磁性复合材料。
这种材料可以应用于催化剂载体或药物输送领域。
Yamada等在多巴胺和壳聚糖的混合溶液中加入多酚氧化酶，多巴胺在氧化酶的作用下聚合，得到了聚多巴胺-壳聚糖复合材料。
这种复合材料用K2Cr2O7固化成为凝胶。
该凝胶对玻璃具有高黏接强度（400kPa）。
Han等用黏土纳米片诱导多巴胺氧化自聚合，得到黏土纳米片-聚多巴胺复合材料。
其再与丙烯酰胺共聚，得到持久的和可重复的黏性材料。
聚多巴胺合成方式
聚多巴胺合成方式聚多巴胺（Polydopamine, PDA）是一种由多巴胺合成得到的生物绿色材料，具有优良的可溶性、附着性、光学性质和化学性质等特性。
PDA材料具有优秀的应用前景，可用于医学、生物、纳米技术等众多领域。
一、多巴胺的合成多巴胺在自然界中广泛存在，尤其是动物的组织和植物的果实中。
多巴胺的化学式为C8H11NO2，是一种芳香性胺类化合物。
多巴胺的合成主要有两种方法，一种是生物法，即自然界中多巴胺的生物合成过程。
另一种是化学法，即利用化学合成反应得到多巴胺。
二、聚多巴胺的合成方式1. 利用氧化还原反应多巴胺可以通过氧化还原反应合成，通常在碱性环境下进行。
此种方法可以通过简单的柠檬酸铁（III）催化反应来得到PDA薄膜，该过程是一种简单的、快速的、可控的合成方法。
这种方法的合成流程为：多巴胺→ 邻酚酸酐→ 聚多巴胺此过程中，邻酚酸酐是多巴胺的氧化产物，可以随后再和多巴胺进行缩合反应，形成聚多巴胺。
2. 利用金属离子的催化作用研究发现，当多巴胺分散在金属盐的溶液中进行处理后，可以形成有机-无机杂化材料聚多巴胺。
在催化剂的作用下，多巴胺可以与一些离子氧化剂生成氧自由基，多巴胺氧化后形成的间酚酸根离子可以与其它多巴胺分子缩合形成聚多巴胺。
此方法的优点是合成速度快，合成反应时间只需要数小时。
并且制备出来的聚多巴胺材料无毒无害，具有生物相容性。
3. 皮肤渗透法这种方法是利用皮肤对多巴胺的渗透能力，将多巴胺与其它材料一起进行共混反应，最终得到聚多巴胺材料。
简单的合成步骤为：首先以生理盐水为溶液，将多巴胺溶解，将其与需要合成的羟基化合物混合均匀，再进行渗透反应。
三、聚多巴胺的应用领域1. 医学领域因为聚多巴胺具有生物相容性和生物降解性，所以在医学领域有着广泛的应用。
可以用作修复细胞、制作支架、修复骨骼、治疗心血管疾病等。
2. 纳米材料聚多巴胺还可以用于制备纳米粒子。
这些粒子可以在药物释放、医学显像、化学传感领域中使用。
氧化剂高碘酸钠诱发多巴胺自聚合在MBfR膜表面改性中的应用
氧化剂高碘酸钠诱发多巴胺自聚合在MBfR膜表面改性中的应用袁晓彤;郭东岳;王暄;吕晓龙;张利娟【期刊名称】《膜科学与技术》【年(卷),期】2017(037)005【摘要】针对膜生物膜反应器(Membrane Biofilm Reactor,MBfR)研究中疏水性微孔膜氧传质性能不佳等问题,采用自聚合法(多巴胺为单体)对自制疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜进行表面改性,并选用高碘酸钠(Sodium Periodate,SP)为氧化剂,研究氧化剂SP投加对于多巴胺自聚合过程、改性膜性能及稳定性的影响.研究结果表明,与未投加SP相比,投加SP能够通过加速多巴胺的自聚合及聚多巴胺在膜表面的沉积,大大缩短多巴胺表面改性时间(自24 h降至6 h),同时获得适用于MBfR技术的机械性能、亲水性能、氧传质性能良好的多巴胺改性膜,改性膜接触角自原膜76.5°降低至33.4°,氧总转移系数自原膜0.78×10-2 min-1提高为1.58×10-2min-1(原膜的2.03倍).此外SP的投加还可以提高改性膜在极性溶液、强酸、强碱中的稳定性,投加SP改性膜在丙酮、0.1 mol/L HCl及0.1 mol/L NaOH中的稳定性较未投加SP改性膜分别提高了96.5％,85.1％与48.8％.【总页数】6页(P36-41)【作者】袁晓彤;郭东岳;王暄;吕晓龙;张利娟【作者单位】天津工业大学生物化工研究所,省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室,天津300387;天津工业大学生物化工研究所,省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室,天津300387;天津工业大学生物化工研究所,省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室,天津300387;天津工业大学生物化工研究所,省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室,天津300387;天津工业大学生物化工研究所,省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室,天津300387【正文语种】中文【中图分类】O631;TQ028.8【相关文献】1.MBfR中疏水性PVDF中空纤维膜表面改性研究 [J], 温琦;张利娟;王暄;吕晓龙;袁晓彤2.多巴胺的自聚-附着行为与膜表面功能化 [J], 徐又一;蒋金泓;朱利平;朱宝库3.聚四氟乙烯中空纤维膜的多巴胺自聚表面改性及性能研究 [J], 程毅丽;康国栋;贾静璇;刘健辉;曹义鸣4.MBfR中疏水性PVDF中空纤维膜DOPA/PEI共沉积表面改性研究 [J], 彭维;潘仕林;王暄;田欣欣;林金雪5.等离子诱发干膜表面改性及在均匀电镀中的应用 [J], 向静;李玖娟;王翀;陈苑明;何为;张怀武;彭勇强;艾克华;李清华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
聚多巴胺的制备
聚多巴胺的制备引言聚多巴胺（Polydopamine，简称PDA）是一种自然产生于人体的化合物，主要存在于黑色素细胞中。
聚多巴胺具有优异的化学性能和生物相容性，因此在生物医学、材料科学等领域具有广泛的应用潜力。
本文将详细介绍聚多巴胺的制备方法及其在科研和工业中的应用。
制备方法自然化学合成法1.从多巴胺单体出发，采用氧化聚合的方式制备聚多巴胺。
2.将多巴胺单体溶解在含有碱性条件的溶液中，随着氧化剂（如溴酸钾、过氧化氢等）的加入，多巴胺发生自身氧化反应，并逐渐聚合形成聚多巴胺。
生物合成法1.利用生物样本中的多巴胺酶，将多巴胺单体转化为聚多巴胺。
2.需要培养适合产生多巴胺酶的细菌或真菌，通过发酵过程获得聚多巴胺。
制备条件的优化为了获得高质量的聚多巴胺，制备条件的优化是非常重要的。
以下是一些常用的制备条件的优化方法：温度优化聚多巴胺的形成受温度影响较大，适宜的温度能够促进聚合反应进行。
一般来说，较高的温度可以加快反应速度，但过高的温度可能导致产物质量下降。
因此，需要根据实际情况进行温度的优化选择。
pH值优化pH值对聚多巴胺的形成同样具有重要影响。
多巴胺的氧化反应在碱性条件下进行，且碱性条件能够促进多巴胺的聚合。
因此，在制备过程中保持适当的碱性条件有助于获得高质量的聚多巴胺。
氧化剂浓度优化氧化剂是促进多巴胺氧化反应进行的关键。
在制备过程中，合适的氧化剂浓度能够控制聚合速率和产物质量。
过高的氧化剂浓度可能导致副反应的发生，降低产物纯度。
因此，需要进行氧化剂浓度的优化选择。
聚多巴胺的应用医学应用聚多巴胺具有生物相容性和生物降解性，因此在医学领域具有广泛的应用。
1.聚多巴胺作为药物载体可以包裹药物，延长其释放时间，并改善药物的稳定性。
2.聚多巴胺具有良好的细胞黏附性，可用于细胞修复和组织工程方面的研究。
3.聚多巴胺还可以用于生物传感器的制备，用于检测生物分子和细胞的变化。
材料科学应用聚多巴胺在材料科学领域也有着广泛的应用。
【CN110042665A】一种表面改性超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910158668.1(22)申请日 2019.03.01(71)申请人 中国科学院宁波材料技术与工程研究所地址 315201 浙江省宁波市镇海区中官西路1219号 申请人 中国科学院大学(72)发明人 陈鹏 刘向哲 王魁 (74)专利代理机构 杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙) 33240代理人 朱亚冠(51)Int.Cl.D06M 15/61(2006.01)D06M 13/513(2006.01)C08G 73/06(2006.01)D06L 1/02(2006.01)D06M 101/20(2006.01)
(54)发明名称一种表面改性超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法(57)摘要本发明公开一种表面改性超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法。所述改性UHMWPE纤维的组成从外到内依次为：PDA涂层、UHMWPE纤维内层。其中，活化PDA涂层由4～8层活化PDA粒子组成，具有稳定疏松多孔结构。活化PDA涂层与UHMWPE纤维存在强烈的非共价键作用；活化PDA涂层中，同层或非同层PDA粒子间通过与硅烷偶联剂发生化学反应生成的共价键连接在一起，形成稳定的活化PDA涂层结构。本发明利用投入的硅烷偶联剂与多巴胺的摩尔比，控制PDA的粒径，制备出疏松多孔PDA涂层；利用搅拌速率获得厚度适中的PDA层，利用合理投料方法获得稳定的活化PDA层结构。
权利要求书2页 说明书10页 附图1页CN 110042665 A2019.07.23
CN 110042665 A1.一种表面改性超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于表面元素C的含量为50～70wt％，O的含量为20～31wt％，N的含量为2～7wt％，Si的含量为7～15wt％，经FTIR检测发现，活性基团与-CH2-的红外吸收峰的面积比为1:73～1:50；从外到内依次包括活化聚多巴胺(PDA)表面涂层、UHMWPE纤维内层；其中，活化PDA涂层由4～8层活化PDA粒子组成，具有稳定疏松多孔结构；所述的活化PDA粒子为表面接枝有活性基团的PDA粒子；活化PDA涂层与UHMWPE纤维通过非共价键作用粘结；活化PDA涂层中，同层或非同层的PDA粒子间通过与硅烷偶联剂发生化学反应生成的共价键连接在一起，形成稳定的活化PDA涂层结构。2.如权利要求1所述的一种表面改性超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于改性纤维拉伸强度为3.82～3.89GPa，强度保持率为97～99％；且依照GB/T 3921.3标准洗涤10次，干燥，清洗前后改性纤维的质量差为清洗前纤维质量的0.1％～0.3％。3.如权利要求1或2所述的一种表面改性超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于所述的活化PDA层的厚度为800～1000nm，表面孔径大小为100～700nm，BET表面积为8～30m2/g，表面能为35～60mN/m。4.如权利要求1或2或3所述的一种表面改性超高分子量聚乙烯纤维，其特征在于活化PDA层的质量占UHMWPE纤维总质量的1.3～4.8wt％。5.如权利要求1所述的一种表面改性超高分子量聚乙烯纤维的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1、UHMWPE纤维的清洗：将UHMWPE纤维放入溶剂中清洗10～40min，取出干燥；其中溶剂为乙醇、丙酮和四氢呋喃中的一种或几种的混合物；步骤2、可控孔径的PDA层改性UHMWPE纤维的制备在PH为8～13的三(羟甲基)氨基甲烷-盐酸(Tris-HCl)缓冲溶液中同时加入多巴胺与硅烷偶联剂S1，搅拌10～40min后，加入UHMWPE纤维，反应一段时间；所述的硅烷偶联剂S1的化学结构如式1所示；其中Y为短分子链，具体的是包含2～8个亚甲基的烷烃链、包含1～10个-CH2OCH2-的分子链和包含1～3个亚甲基与1～8个-CH2O-的分子链中的一种；
多巴胺仿生修饰PVDF 微滤膜的制备及性能
目前，膜污染一般被定义为在处理废水的过程中，胶体离子、污泥絮体、溶解性的有机物、无机盐类、微生物等通过与膜之间发生复杂的物理化学或者机械作用沉积或者吸附在分离膜表面.随着操作时间的延长，这些污染物的聚集体增多，使膜孔径减小或者堵塞，使渗透阻力增加，进而使膜的水通量和分离性能产生不可逆的降低，使整个水处理的成本增加[1].目前所面临的膜污染机理大致可分为3种：吸附污染、沉积污染和生物污染[2-4].PVDF 已经成为备受关注的膜材料之一，相比于其他膜材料，它具有良好的化学稳定性、耐辐射、热稳性和机械性能等[5-7]，且具有较好的成膜性，如平板膜、卷式膜和管式膜等.但是PVDF 呈现疏水性，在实际应用于水处理过程中容易被污染，导致PVDF 分离膜的分离性能和渗透性能下降，使其使用寿命缩短.目前，普遍认为提高分离膜的亲水性是提高膜抗污染性能多巴胺仿生修饰PVDF 微滤膜的制备及性能冯霞1，2，夏伟伟1，2，马潇1，2，赵义平1，2，陈莉1，2（1.天津工业大学材料科学与工程学院，天津300387；2.天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室，天津300387）Preparation and properties of bio-inspired dopamine modifiedPVDF microfiltration membranesFENG Xia 1，2，XIA Wei-wei 1，2，MA Xiao 1，2，ZHAO Yi-ping 1，2，CHEN Li 1，2（1.School of Material Science and Engineering ，Tianjin Polytechnic University ，Tianjin 300387，China ；2.State Key Lab原oratory of Separation Membranes and Membrane Processes ，Tianjin Polytecnic University ，Tianjin 300387，China ）Abstract ：In order to improve the hydrophilicity and antifouling properties of PVDF microfiltration membrane袁poly渊vinyli鄄dene fluoride冤渊PVDF冤microfiltration membrane was prepared by immersion precipitation phase conversion method.Dopamine was used to improve the hydrophilicity of PVDF membrane by surface coating due to the ad鄄vantage of DA super strong adhesion and easy self polymerization to form polydopamine 渊PDA冤.The properties of the modified PVDF microfiltration membrane were investigated by ATR-FTIR袁SEM and anti pollution test.The results showed that PDA layer was successfully deposited on the surface of PVDF microfiltration membrane袁and the surface hydrophilicity and anti-protein properties were improved.The initial contact angle of PVDF mem鄄brane was decreased from 95毅to about 44毅for pure membrane.The rejection ratio to BSA reached about 95%and the flux recovery rate 渊FRR冤was 43.26%for pure PVDF microfiltration membrane and was increased to77.73%for the modified membrane.Key words ：PVDF microfiltration membrane ；polydopamine ；hydrophilicity ；antifouling摘要：为了提高PVDF 微滤膜的亲水性和抗污染性能，通过浸没沉淀相转换法制备聚偏氟乙烯（PVDF ）微滤膜，利用多巴胺超强的黏附性及易自聚形成聚多巴胺（PDA ）的优势，对PVDF 微滤膜进行表面涂覆改性，并通过ATR-FTIR 、SEM 和抗污染性能测试等方法探究PVDF 微滤膜的性能.结果表明：通过涂覆的方法成功地将PDA 沉积在PVDF 微滤膜表面，改善了PVDF 微滤膜表面亲水性和抗蛋白吸附性能，水接触角从纯PVDF膜的95毅降低至改性膜的44毅，对BSA 蛋白的截留率为96.5%，通量恢复率（FRR ）从纯PVDF 微滤膜的43.26%增加到改性膜的77.73%.关键词：PVDF 微滤膜；聚多巴胺；亲水性；抗污染中图分类号：TQ028.8文献标志码：A文章编号：员远苑员原园圆源载（圆园18）园4原园园14原06收稿日期：2018-01-19基金项目：国家自然科学基资助项目金（51303129）；天津市应用基础与前沿技术研究计划面上项目（15JCYBJC17900）通信作者：冯霞（1976—），女，博士，副教授，主要研究方向为功能高分子材料.E-mail ：****************.cn 天津工业大学学报允韵哉砸晕粤蕴韵云栽陨粤晕允陨晕孕韵蕴再栽耘悦匀晕陨悦哉晕陨灾耘砸杂陨栽再第37卷第4期圆园18年8月Vol.37No.4August 2018DOI ：10.3969/j.issn.1671-024x.2018.04.003. All Rights Reserved.第4期的主要途径[8].从国内外研究情况来看，提高分离膜亲水性的方法主要有共混改性、表面化学改性、表面物理改性和共聚改性[9-11].多巴胺仿生修饰是利用海洋贻贝类生物所分泌的足丝蛋白能够黏附在湿润的基体表面现象引发而来[12-14].因此本文选多巴胺作为改性剂，充分利用其超强的黏附性和富含大量的亲水基团的特点，采用表面沉积的方法对PVDF微滤膜进行表面修饰.该方法不仅提高PVDF微滤膜亲水性能，而且改性过程操作简单，条件温和可控，绿色环保.1实验部分1.1试剂与仪器主要试剂：聚偏氟乙烯（PVDF，SOLEF1010），Sol原va公司产品；聚乙二醇（PEG，M n=6000）、N’N-二甲基甲酰胺（DMF）、氢氧化钠（NaOH），均为分析纯，天津科密欧化学试剂有限公司产品；三羟甲基氨基甲烷（Tris）、多巴胺盐酸盐（Dopamine hydrochloride），均为分析纯，天津希恩思生化科技有限公司产品；牛血清蛋白（BSA），Da=67000，IEP=4.7，分析纯，北京索莱宝科技有限公司产品.主要仪器：Elcomet4340型全自动刮膜机，Elco-meter公司产品；TENSOR37型傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR），Bruker公司产品；TU-1901型紫外-可见光分光光度计，北京谱博欣生物科技有限公司产品；Hitachi s-4800型场发射扫描电镜（SEM），日本日立公司产品；K-Alpha型X射线光电子能谱仪（XPS），美国Thermo Fisher公司产品；DSA100型接触角测试仪，德国Kr俟ss GmbH公司产品；IV-9500Auto Pore全自动压汞仪，美国Tektronix公司产品；膜通量测试装置，实验室自制.1.2PVDF微滤膜的制备首先将14g PVDF充分干燥的粉末加入到80g DMF中，置于60益恒温水浴，搅拌一定时间，再向上述混合体系中加入6g PEG（Mn=6000），在60益下搅拌9h得均匀透明铸膜液，然后将铸膜液放置60益的恒温水浴中静置过夜，获得均匀透明的铸膜液体系，在全自动刮膜机上用200滋m的刮膜刀刮膜，当初生膜形成后完全从玻璃板上脱落时，将初生膜放在凝固浴中几分钟后取出，置于去离子水中保存待用. 1.3改性PVDF微滤膜的制备多巴胺改性PVDF微滤膜的步骤参照文献[15].首先，配制20mmol/L的Tris-HCl缓冲液1000mL，在用0.1mol/L的盐酸调节Tris-HCl溶液的pH=8.5，将2 g多巴胺溶解在Tris-HCl溶液中，取一定大小的PVDF膜用去离子水冲洗0.5h，放入配制好的多巴胺溶液中，放置于恒温（25益）的摇床中，进行多巴胺涂覆改性，分别将涂覆改性3h、6h、9h和12h的改性PVDF分离膜标记为M-3、M-6、M-9和M-12，纯PVDF分离膜标记为M-0，取出改性膜后去离子水冲洗10min，再进行超声清洗10min.置于去离子水中待用.1.4PVDF微滤膜的表征与测试1.4.1全反射-傅里叶红外光谱表征（ATR-FTIR）利用衰减全反射红外光谱仪对纯PVDF分离膜和改性膜（M-0、M-3、M-6、M-9和M-12）表面的化学结构进行表征，扫描范围为4500~400cm-1.1.4.2场发射电子扫描显微镜表征（SEM）将充分干燥的纯PVDF分离膜和改性膜分别制样，并在液氮环境下将膜进行脆断以制得到膜的断面，然后样品进行再次干燥后，喷金，用SEM进行形貌观察. 1.4.3孔结构测试用压汞仪对膜的孔结构进行测试，以空白样进行校正，经软件分析可得到不同膜的平均孔径、孔隙率. 1.4.4纯水接触角的测试用接触角型测试仪测定膜表面的纯水接触角.将干燥的膜剪成4cm伊1cm长条形，用双面胶平整的粘贴固定在载玻片上，正面朝上.用测试仪的针尖在膜表面滴加2滋L的纯水，通过本仪器自带的软件计算出接触角数据，每张膜测试5个点，取平均值作为膜表面的水接触角.1.4.5渗透与分离性能测试采用本实验室自制的通量测试装置，设定过滤介质的温度为25益.每张膜先在0.2MPa的压力下预压0.5h，在0.1MPa对膜进行实际的通量测试，然后以BSA溶液（C f=1g/L）为污染模型对膜进行截留性能测试，采用紫外-分光光度计在278nm波长处测过滤液的吸光度.根据BSA溶液的标定曲线计算滤过液的BSA浓度C p，膜的通量J w和BSA截留率R利用公式（1）和（2）进行确定.J w=V/（A·驻t）（1）R=（1-C p/C f）伊100%（2）式中：V为渗透液的体积（L）；A为膜的有效面积（m2）；驻t为透过V体积的滤液所需时间（h）；C f为BSA溶液的初始质量浓度（g/L）；C p为过滤液中BSA的质量浓度（g/L）.冯霞，等：多巴胺仿生修饰PVDF微滤膜的制备及性能15. All Rights Reserved.第37卷天津工业大学学报1.4.6动态蛋白质污染性能测试将待测膜（M-0、M-3、M-6、M-9和M-12）分别剪成圆形膜片（1.385伊10-3m 2）放入膜池中，首先在0.2MPa 的压力下预压0.5h ，然后将压力降到0.1MPa ，测试膜片的纯水通量J w ，将过滤介质换成1g/L 的BSA 溶液，仍然在压力为0.1MPa 下进行测试BSA 通量J B ，延长渗透时间至120min ；然后将BSA 污染的分离膜取出，水洗0.5h ，继续在0.2MPa 下预压0.5h 后，在0.1MPa 下测试膜的纯水通量J r .通量恢复率（FRR ）由公式（3）可得：FRR =J r /J w 伊100%（3）用总污染指数R t 、可逆污染指数R r 和不可逆污染指数R ir 来分别评价膜表面发生的总污染、可逆污染和不可逆污染，一般情况下，过滤BSA 溶液后，经0.5h 清洗后，能够清除的污染被视为可逆污染R r ，不能除去的污染称为不可逆污染R ir [15-16]，其计算公式如公式（4）、（5）、（6）所示：R t =（J w -J B ）/J w （4）R r =（J r -J B ）/J w （5）R ir =（J w -J r ）/J w （6）2结果与讨论2.1全反射-傅里叶红外光谱分析（ATR-FTIR ）图1为纯PVDF 微滤膜和多巴胺改性PVDF 微滤膜的ATR-FTIR.由图1可见，M -0、M -3、M -6、M -9和M -12的ATR-FTIR 图谱均出现了PVDF 膜的典型特征峰，在1180cm -1和1407cm -1处分别为—CF 2和—CH 2伸缩振动峰，相比M-0，M-3、M-6、M-9和M-12图谱上均出现新的峰位，在1513cm -1和1620cm -1分别是来自于聚多巴胺上仲胺键—N —H 弯曲振动峰和芳香环上的C =C 伸缩振动峰[17]，在3603~3173cm -1处是—OH 和—NH 2伸缩振动峰，这是由于聚多巴胺含有的亲水基团—OH 和—NH 2造成的，且随着沉积时间的延长，聚多巴胺上的特征峰的峰强度呈现逐渐增大的趋势，说明延长多巴胺的沉积时间，可以增加多巴胺在PVDF 膜表面的沉积量.2.2形貌分析图2为纯PVDF 微滤膜和改性PVDF 微滤膜的表面和断面SEM 图.图1膜（M-0、M-3、M-6、M-9和M-12）的ATR-FTIR 图谱Fig.1ATR-FTIR spectra of membranes （M-0，M-3，M-6，M-9and M-12）波数/cm -1M-0M-3M-6M-9M-12360331731620151314071180（a ）M-0表面（b ）M-0断面2滋m 50滋m（c ）M-3表面（d ）M-3断面2滋m 50滋m（e ）M-6表面（f ）M-6断面2滋m50滋m图2PVDF 膜的表面形态和断面形貌图Fig.2Surface and cross-section morphologies ofPVDF membranes（g ）M-9表面（h ）M-9断面2滋m 50滋m（i ）M-12表面（j ）M-12断面2滋m 50滋m16--. All Rights Reserved.第4期由图2可知：M-0表面呈现较多孔径不均匀的孔洞，膜表面较为光滑；M-3表面与M-0没有太大的区别，依然能看到独立，不均匀的膜孔，然而随着改性时间的延长，膜表面的形态有了较大的变化；M-6表面的膜孔相对于M-0有所减少，膜表面出现了少量的PDA 颗粒，这是因为改性时间的延长，聚多巴胺颗粒在膜表面继续生长，沉积量增加，进而对表面膜孔有一定的覆盖；M-9表面膜孔明显减少，且出现了粒径较大的PDA 聚集体；M-12表面的膜孔几乎被完全覆盖，且出现了较多的PDA 颗粒，这是因为随着多巴胺沉积时间的增加，这些微小颗粒或者聚集体会通过共价键或者非共价键的作用生长在黏附在膜表面PDA 薄层[18]，但PDA 的沉积对膜的断面结构没有明显的影响，膜孔结构参数如表1所示.从表1可以得出，随着多巴胺沉积时间的增加，膜的孔径和孔隙率也呈现降低的趋势.2.3表面亲水性分析图3为多巴胺沉积时间对PVDF 微滤膜表面亲水性的影响.从图3可知，M-0的表面静态接触角达到95毅，多巴胺改性3h 后（M-3），改性膜的静态接触角下降到80毅，说明改性膜表面的亲水性增加，且随着多巴胺改性时间的增加，膜表面的水接触角逐渐降低，说明延长PDA 沉积时间能够赋予PVDF 膜表面较好的亲水性.多巴胺对PVDF 膜表面进行亲水改性时，多巴胺在Tris 水溶液中很容易生成一些分子量比较低的多巴胺醌低聚物，然后部分多巴胺醌低聚物之间发生交联生成分子量较高的聚合物，最终多巴胺、多巴胺醌低聚物和高聚物在弱碱有氧的环境下通过共价键和非共价键（氢键、仔-仔共轭、电荷相互作用）自组装成聚多巴胺黏附在PVDF 膜表面[12]，这种物质含有大量—OH 、—NH 2、—NH —亲水性基团，这些基团的存在是赋予PVDF 膜亲水性的主要因素.2.4渗透分离性能分析图4为多巴胺沉积时间对PVDF 微滤膜渗透和分离性能的影响.由图4可知，纯PVDF 膜的纯水通量和BSA 截留率分别78L/（m 2·h ）和34%，改性膜的水通量呈现先增加后降低的趋势，改性6h 后（M-6）的纯水通量达到103.7L/（m 2·h ）.对BSA 的截留率呈现出一直增加的趋势，当改性12h 后，改性膜的BSA 截留率为最大值96.5%.从图4看出，当多巴胺沉积时间低于6h ，改性膜的BSA 的截留率和渗透性能均得到了不同程度的增加，这种同时促进打破了传统的Trade-off 效应，主要是因为通过多巴胺改性后，虽然膜表面的孔径减小，孔隙率降低（如表1），但是改性膜表面的亲水性增加，亲水性有利于增加通量.对于M-9和M-12，两者的纯水通量均下降，然而对BSA 的截留率得到了较大的提高[18]，对于M-9和M-12，两者的纯水通量均下降，然而对BSA 的截留率得到了较大的提高，这是因为聚多巴胺层的增厚，增加了水分子渗透阻力，不利于水分子和BSA 分子的通过，因此改性膜纯水通量下降，BSA 截留率增加.2.5抗污染性能分析图5为以BSA 为过滤介质，未改性膜和改性膜的通量随时间的变化及通量衰减率.由图5可知，M-0的BSA 通量衰减较大，这是由表1膜孔结构参数Tab.1Parameters of membranes pore structure膜平均孔径/nm孔隙率/%M-0443.081.1M-3424.375.9M-6368.468.2M-9218.562.4M-12123.449.2120100806040200M-9M-12M-6M-3M-0100806040200水通量BSA 截留率图4纯PVDF 膜和改性PVDF 膜水通量和BSA 截留率Fig 4Water flux and BSA rejection of pure andmodified membranes图3纯PVDF 膜与改性PVDF 膜的纯水接触角Fig.3Pure water contact angle of pure PVDF membraneand modified PVDF membranes100806040200M-9M-12M-6M-3M-0膜膜冯霞，等：多巴胺仿生修饰PVDF 微滤膜的制备及性能17--. All Rights Reserved.第37卷天津工业大学学报18016014012010080604020120100806040200（a ）BSA 通量随时间的变化M-9M-6M-3M-0t /min6050403020100M-9M-12M-6M-3M-0（b ）通量衰减率图5BSA 通量随时间的变化和通量衰减率Fig.5Time-dependent BSA fluxes of membranes andflux decline ratio膜于纯PVDF 膜表面是疏水性的，BSA 分子很容易吸附在膜表面，随着过滤时间的推移，BSA 分子沉积在膜表面的量逐渐增加，形成凝胶层，造成严重的膜污染，因此M-0的通量在相同时间内衰减较大，通量衰减率达到了58.7%.改性PVDF 膜表面更容易形成水化层，这种水化层对于BSA 沉积在膜表面是一个阻碍，因此衰减速率也降低.M-12的通量衰减率相对于M-9有所增加，当PVDF 膜在多巴胺溶液中浸涂12h 后，膜的表面会沉积大量的PDA 颗粒，使膜表面的粗糙度增加，可能是造成水通量的衰减增加的原因[19-21].图6为膜被污染后的水通量恢复率，图7为未改性膜和改性膜的污染指数.由图6可见，FRR 的值呈现一个逐渐增加的趋势，M-0、M-3、M-6、M-9和M-12的FRR 值分别为43.26%、53.41%、67.54%、71.31%、77.73%.这是由于纯PVDF 膜是疏水性的，BSA 分子很容易吸附在PVDF膜表面，随着渗透时间的延长，会造成一定的不可逆污染，因此纯PVDF 的FRR 值较低.改性膜FRR 值均高于纯PVDF 膜，是因为经过多巴胺改性后，PVDF 膜表面黏附了一层薄薄的PDA 亲水层，当渗透含有BSA 的溶液时，溶液中的水分子首先与亲水的PDA 层接触，并通过氢键作用与PDA 层之间作用形成水化层，水化层对污染物有一定的排斥作用，因此亲水性的表面能够降低有机污染物与亲水性膜表面的粘附力.由图7可见，M-0的R ir 和R r 的值分别为57.93%和11.07%.经过改性后，R ir 值降低至35.76%，R r 值增加至21.04%（M-12）.这也证明经过多巴胺改性的PVDF 分离膜具有较好的抗蛋白污染能力.3结论通过多巴胺沉积的方法对PVDF 微滤膜进行表面亲水改性，系统地研究不同沉积时间对PVDF 微滤膜的抗蛋白污染性能影响.（1）多巴胺改性膜表面的水接触角有较为明显的降低，最低达到约44毅，PDA 沉积时间为6h 时，PVDF 微滤膜的渗透通量最大，为103.7L/（m 2·h ），沉积时间大于6h 后渗透通量呈现降低的趋势，但是对BSA 蛋白的分离效果逐渐增加，最大截留率可以达到96.5%.（2）通过对PVDF 微滤膜的动态抗蛋白污染测试，PVDF 分离膜的FRR 从未改性的43.26%增加到改性膜的77.73%（M-12），且PVDF 微滤膜的R ir 值从未改性的46.56%降低到23.76%.80706050403020100M-9M-12M-6M-3M-0图6膜（M-0、M-3、M-6、M-9和M-12）的纯水通量恢复率Fig.6Flux recovery ratio （FRR ）of membranes（M-0，M-3，M-6，M-9and M-12）膜706050403020100M-9M-12M-6M-3M-0不可逆污染可逆污染图7膜（M-0、M-3、M-6、M-9和M-12）的抗污染指数Fig.7Fouling resistance ratio of membranes（M-0，M-3，M-6，M-9and M-12）膜. All Rights Reserved.第4期参考文献：[1]LI Q L，ELIMELECH anic fouling and chemical clean原ing of nanofiltration membranes：Measurements and mechani-sms[J].Environmental Science&Technology，2004，38（17）：4683-4693.[2]SUN Y，QIN Z，ZHAO L M，et al.Membrane fouling mecha原nisms and permeate flux decline model in soy sauce microfiltr-ation[J].Journal of Food Process Engineering，2017（6）：e12599.[3]JIM K J，FANE A G，FELL C J D，et al.Fouling mechanisms of membranes during protein ultrafiltration[J].Journal of Mem原brane Science，1992，68（1/2）：79-91.[4]CORBATON-BAGUENA M J，LVAREZ-BLANCO S，VIN原CENT-VELA M C.Fouling mechanisms of ultrafiltration mem原branes fouled with whey model solutions[J].Desalination，2015，360：87-96.[5]KANG G D，CAO Y M.Application and modification of poly（vinylidene fluoride）（PVDF）membranes-A review[J].Journal of Membrane Science，2014，463（1）：145-165. 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第40卷 第1期2019年1月纺 织 学 报JournalofTextileResearchVol.40,No.1Jan.,2019
DOI:10.13475/j.fzxb.20180301705多巴胺氧化自聚改性聚四氟乙烯纤维制备及其性能
贾慧莹,蒋志青,马建伟,江 亮,陈韶娟(青岛大学纺织服装学院,山东青岛 266071)
摘 要 为改善聚四氟乙烯纤维的表面性能,赋予其亲水性,利用多巴胺氧化自聚合的特性,采用多巴胺浸渍改性处理聚四氟乙烯纤维,借助扫描电子显微镜、原子力显微镜、傅里叶红外光谱仪、静态水接触角测量仪测试改性后纤维的表面特性及化学组成,研究改性后纤维在不同溶液中的洗脱吸光度,分析纤维与多巴胺的结合牢度。结果表明:随着浸渍时间的延长,聚四氟乙烯纤维表面的聚多巴胺层愈加致密;当处理时间达24h时,纤维的静态水接触角由120°减小到69°;继续延长处理时间,接触角无明显变化;改性后的聚四氟乙烯纤维表面引入—COOH、—NH2等亲水基团,纤维亲水性明显提高;纤维与聚多巴胺结合稳定,牢度良好。
关键词 聚四氟乙烯;多巴胺;亲水性;结合牢度中图分类号:TS102.6 文献标志码:A
Preparationandpropertiesofmodifiedpolytetrafluoroethylenefiberbyoxidationself-polymerizationofdopamine
JIAHuiying,JIANGZhiqing,MAJianwei,JIANGLiang,CHENShaojuan(CollegeofTextilesandClothing,QingdaoUniversity,Qingdao,Shandong 266071,China)
Abstract Inordertoimprovethesurfaceperformanceinhydrophilicityofpolytetrafluoroethylenefibers,dopaminewasemployedtomodifypolytetrafluoroethylenefibersbyoxidationself-polymerization.Theeffectofdifferenttreatmenttimeformodifyingpolytetrafluoroethylenefiberswasanalyzed.Scanningelectronmicroscopy,atomicforcemicroscopy,Fouriertransforminfraredspectrometerandwatercontactangle(WCA)testerwereemployedtoanalyzethesurfacemorphologyandthechemicalstructuresofthemodifiedpolytetrafluoroethylenefibers.Thebindingfastnessofthefiberstodopaminewasanalyzedbytestingtheelutionabsorbanceofthemodifiedfibersindifferentsolutions.Theresultsshowthatadenselayerofpolydopamineisformedonpolytetrafluoroethylenefiberswiththeincreaseinmodificationtime,andtheWCAdecreasesgraduallyfrom120°totheplatformof69°whenthetreatmenttimeisupto24h.Themodifiedpolytetrafluoroethylenefibersintroduceshydrophilicgroupssuchas—COOHand—NH2,andthehydrophilicityofthefibersareimprovedobviously.Thebindingfastnessbetweenfiberandpolydopamineisstable.Keywords polytetrafluoroethylene;dopamine;hydrophilicity;bindingfastness
收稿日期:2018-03-06 修回日期:2018-07-26基金项目:国家重点研发计划项目(2017YFB0309805-02)第一作者:贾慧莹(1993—),女,硕士生。主要研究方向为纤维材料的开发与应用。通信作者:陈韶娟(1969—),女,教授,博士。主要研究方向为纺织材料。E-mail:qdchshj@126.com。
聚四氟乙烯(PTFE)作为一种新型高性能材料,具有较高的化学稳定性,较宽的温度使用范围,极好的热稳定性,被广泛应用于纺织、过滤、医疗、环保、军工、建筑等领域。同时PTFE是目前已知的表面能最小的固体材料,具有明显的疏水性和不黏性,这些特性在一定程度上限制了其应用[1]。为降低PTFE的疏水性,增加其黏结牢度,需对PTFE材料进行表面改性处理。PTFE表面改性的方法主要有化学腐蚀处理[2]、等离子体处理[3-4]、辐
射接枝处理[5]、表面沉积改性[6]等。化学腐蚀处理会较大程度地破坏PTFE的表面结构,且化学废液易污染环境;等离子体处理虽处理时间短,不产生污染,但设备昂贵,改性效果维持时间不长。Lee等[7]
提出的多巴胺诱导表面沉积改性是一种新兴的表面第1期贾慧莹等:多巴胺氧化自聚改性聚四氟乙烯纤维制备及其性能 改性方法,多巴胺几乎可附着在所有材料表面,并产生涂覆作用,如PTFE、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)、铁、玻璃等[8]。多巴胺属于贻贝中黏合蛋白的主要组成部分,是含有儿茶酚的胺类化合物,可作为启发性表面化学的强力修饰剂。其对材料表面的超强黏附行为来源于多巴胺分子中的邻苯二酚和氨基官能团,这种结构可以和材料表面建立共价非共价相互作用,从而实现多巴胺分子对材料表面的超强黏附行为[9]。在氧化条件下,多巴胺在水溶液中自发聚合,其中儿茶酚官能团氧化成醌,在材料表面形成聚多巴胺涂层[10]。聚多巴胺依靠共价非共价作用黏附到被涂覆材料表面,聚多巴胺涂层中的儿茶酚、胺和亚胺等官能团,增加了被涂覆材料表面活性,赋予其新的功能和性质[11],为后续的接枝[12]、镀层[13]、黏附[14]等操作提供了有利的条件。虽然关于PTFE膜的改性已有很多报道,但关于PTFE纤维的亲水改性研究还较少,且PTFE纤维的改性有一定的意义。如在水处理行业,利用PTFE纤维的高化学稳定性,可用于制作酸、碱、盐等废水的过滤材料,但需要纤维具有一定的亲水性。本文利用多巴胺的氧化自聚反应对PTFE纤维进行亲水改性,在纤维表面沉积聚多巴胺层,从而降低纤维的静态水接触角,达到亲水目的,同时通过设置不同的改性时间,验证多巴胺改性PTFE纤维的时间效应;并对改性前后的PTFE纤维性能进行表征。1 实验部分1.1 实验原料与试剂PTFE纤维,线密度为60tex,南京英斯瑞德高分子材料股份有限公司;无水乙醇、多巴胺盐酸盐、三羟基甲基氨基甲烷盐酸(Tris-HCl)缓冲液、氢氧化钠(NaOH)、蒸馏水,上海麦克林生化科技有限公司。1.2 纤维亲水改性称取PTFE纤维15g,浸于无水乙醇中超声清洗1h,清除表面油剂及杂质,取出后用蒸馏水清洗至表面中性,烘干备用,均分成5份。取适量盐酸多巴胺溶于蒸馏水中,配制质量浓度为2.0g/L的多巴胺溶液,滴加Tris-HCl缓冲液和质量分数为10%的NaOH溶液调节多巴胺溶液pH值至8.5[15]。将上述清洗好的PTFE纤维置于盛有多巴胺溶液的烧杯中,浸泡于多巴胺溶液中,分别在40℃恒温水浴振荡6、12、18、24、30h后取出,冲洗、干燥,得到改性后样品,依次标记为F-1、F-2、F-3、F-4、F-5。反应流程及原理如图1所示。在弱碱性和氧化条件下,多巴胺在PTFE纤维表面聚合形成聚多巴胺纳米薄膜。
图1 多巴胺改性PTFE流程图Fig.1 FlowchartofmodificationofPTFEwithdopamine
1.3 性能测试1.3.1 纤维表面形态使用日本JEOL公司的JSM-6390LV型扫描电镜(SEM)和本原纳米仪器有限公司的CSPM5500型原子力显微镜(AFM)观察改性前后PTFE纤维的表面形貌。1.3.2 纤维表面化学成分测试
采用NicoletiS5型傅里叶变换红外光谱仪分析改性前后PTFE纤维表面化学组成变化,探究PTFE纤维经改性后,表面是否有新的基团引入。1.3.3 接触角测试
采用XG-CAM型接触角测量仪,测量样品接触角,以表征纤维表面亲水性的变化。测量液滴为5μL,每个样品取5个点分别测量其左、右接触角,
最终结果取平均值。以接触角大小的变化表征纤维亲水性的改善情况,测量在温度为25℃、相对湿度为40%~50%条件下进行。1.3.4 涂层稳定性测试
PTFE纤维常使用于极限环境中,故聚多巴胺
涂层的稳定性尤为重要。为表征PTFE纤维表面聚多巴胺的稳定性,将改性后的样品分别置于蒸馏水、无水乙醇、0.1mol/L的NaOH和0.1mol/L的HCl中超声清洗10、20、30min,采用PerkinElmerLambda750型紫外可见分光光度计测试清洗后溶液的可见
光吸收情况,用以分析多巴胺的洗脱程度,间接反映其结合牢度。
2 实验结果与分析
2.1 PTFE纤维的表面形态分析图2示出PTFE纤维浸泡多巴胺溶液后纤维颜色的变化。未改性的PTFE纤维为白色半透明状,在浸泡6h后,纤维颜色稍有改变,初步推测纤维(F-1)上沉积的聚多巴胺最少,随着浸泡时间的延长,沉积的聚多巴胺增多,纤维颜色也逐渐加深,
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