Practică pedagogică

Rezumat

PNIPAA a fost imbinat in membrana polisulfonului UF. Schimbarile de permeabilitate la fel ca si retentia de PEG(35kg/mol) si Dextran(500kg/mol) intre 23 si 600 Ca fost determinate pentru ambele imbinari si membrane nemodificate. Rezultatul a aratat ca vascozitatea a corectat permeabilitatea apei si retentia solutului a fost aproape constanta pentru membranele nemodificate in interiorul razei masurate de temperature, permeabilitatea membranelor imbinate creste si retentia de PEG si Dextran descreste cu temperatura. Variatia schimbarilor a fost mai mult decat evident in intervalul de temperature de 27-370C pentru membranele modificat datorita temperaturii de solutie critica scazuta de PNIPAAm. Locatia si profilul PNIPPAm in interior si pe suprafata membrane a fost analizat de SEM si FTIR. In calcularea amanuntita a spectrului de FTIR a aratat faptul ca PNIPAA a fost plasat in special in interiorul membrane decat la suprafata. Totalul imbinarilor de PNIPAAm a fost scazut si nu a afectat simnificativ morfologia membranelor. De aceea, o diferenta in pozele SEM a membranelor modificate si nemodificate nu pot fi vazute. Membranele modificate expun un raspuns termal diferit clar in comparative cu cel nemodificat.

1. Introducere

Polimerii rapizi sunt un fel de polimeri care arata o schimbare remarcabila in proprietatile lor ca un raspuns la schimbarile scazute in mediul inconjurator ca pH-ul, temperatura si forta ionica. Datorita acestei proprietati unice au un potential ridicat de a fi folositi in aplicatii ca senzori sau eliberarea controlata de medicamente.

PNIPAAm este unul din acei polimeri care raspunde la schimbarile de temperatura. Se umfla si se micsoreaza remarcabil la schimbarile de temperatura. Micsorarea PNIPAAm este un rezultat al distrugerii de legaturi de hydrogen intre moleculele de apa si NH sau C=O de PNIPAAm[1], in timp ce umflarea la temperature scazute se datoreaza hidratarii si absorbtiei de apa[2-5]. Folosind aceasta proprietate in fabricarea membranei cu o marime de por variabila a LCST poate fi manufacturata. Oricum, forta mecanica a membranelor produse este foarte scazuta si acestea nu pot rezista presiunii care este folosita normal in filtrarea membranelor. A fost demonstrat ca prinn imbinarea PNIPAAm pe suprafata existentei membrane, dupa o imbunatarire a fortei mecanice, proprietatea sa unica a marimii porului variabil poate fi atinsa. Diferite tehnici ca plasma induce altoirea polimerizata[6], plasma polimerizata[4], UV polimerizata[7] si cornoa descarcata[3] au fost reportate la imbinarea PNIPAAm pe suprafata membranei.

Maiken et al.[3] imbina PNIPAAm in PP MF si membrane de UF plieter. Suprafata membranei este activata de tratamentul coronei descarcate. Ei au observat ca desi metoda de activare si modificare a fost similara imbinarii oferite, a fost totusi diferita oentru membranele cu pori diferiti. Membrane MF a fost in special acoperita de PNIPPAm in timp ce volumul imbinarii a membrane UF s-a volatizat.

Liang et al.[7] a studiat polipropilena hidrofilica in microfiltrarea membrane. Modificarea a fost facuta prin fotopolimerizarea ultraviolet a NIPAAm la suprafata membranei. Autorii au observat ca retinerea Dextranului creste remarcabil cand temperatura a fost redusa pentru a reduce temperatura de solutie critica. Ei au explicat ca porii membranei devin ingusti cand temperatura scade. Folosind SEM, ei au aratat ca majoritatea PNIPAAm au fost depozitate la suprafata in loc sa fie depozitatea in interiorul membtanei.

Huang et al.[8,9] a imbinat PNIPAAm la suprafata polietilenei membranei microfiltrate folosind plasma(argon). Membrana a fost in forme tubulare cu o raza a potrilor de 0.25μm. rezultatul a aratat ca folosind concentratia monomerului la 10wt%, totalul imbinarilor a fost de 1.5mg/cm2.

Kim et al.[10] foloseste o metoda similara pentru a modifica microfiltartiile membranei polipropilene. In comparatie cu forma studiata, in afara de materialul membrane, marimea porilor membrane era mai mare. Autorii au concluzionat ca imbinarea oferita a crescut odata cu concentratia monomerului NIPA si reactia timpului si depinzand de marimea porilor. De exemplu membrane cu o marime a porilor de 10μm expun o imbinare mai mare decat membrana cu o marime a porilor de 0.5μm, in timp ce o membrane cu marimea de 30 μm a porilor are o oferta mai joasa decat membrana cu 10μm. Asemanarea cu membranele care au fost modificate de Makinen et al.[3] a fost faptul ca suprafata membranei a fost acoperita de lanturi imbinate.

Iwata et al.[6] raporteaza performanta membranei PVDF modificat utilizand tehnica plasmei polimerizate. Marimea porilor membranei a fost de 0.22μm. in contrast cu referintele[8,9] polimerizarea utilizand radiatiile UV(400W) a fost permisa pentru a actiona intr-o solutie NIPAAm apoasa continand vitamina la temepratua joasa. Motivul pentru care au folosit temperatura joasa a fost ca la temperature LCST si NIPAAm lanturile precipitate in membrana si radicalii active erau inconjurati de poliemrii precipitati, si de aceea, polimerizarea imbinata nu putea fi asteptata. Au descoperit ca in polimerizarea imbinata pretratamentul plasmei si initierea fotonului erau importante si ca fara ele polimerizarea imbinata nu era dobandita efficient.

Xie et al.[11] a folosit o metoda similara ca si Itawa et al.[6]. Dar ei au folosit o temperatura mai inalta(300C). pentru a imbina PNIPAAm la suprafata PVDF sau membrana Nylon.

Choi et al.[4] a modificat membrana polipropilenei microfiltrate a marimii porilor de 0.25μm folosind tehnica imbinarii cu plasma.

Xie et al.[12] a folosit o tehnica asemanatoare cu Choi et al[4] pentru imbinarea PNIPAAm. In contrast cu iradiatia UV[7] ai tratamentul coronei[3] polimerul imbinat a fost format in interiorul porilor in intreaga membrane si nu a fost observatcca un strat dens la suprafata. Umplerea porilor prin imbinarea polimerilor a facut ca fluxul de apa sa fie mereu mai scazut decat membrane neimbinata. Ei au observat ca fluxul a devenit 0 cand procdentul porilor imbinati era de 44%.