CO₂响应PVDF/PDEAEMA-b-PMMA-b-PDEAEMA纳米纤维膜的制备及油水分离应用

摘要

采用可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合方法合成了一种以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为刚性中间段、聚甲基丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯（PDEAEMA）为两端CO₂响应段的三嵌段共聚物（PDEAEMA-b-PMMA-b-PDEAEMA）,将其与聚偏氟乙烯（PVDF）共混后经静电纺丝制备得到具有CO₂可调控表面润湿性的PVDF/PDEAEMA-b-PMMA-b-PDEAEMA纳米纤维膜。结果表明，CO₂刺激前膜表现出透油截水特性，刺激后则转变为透水截油特性；经5个周期的切换循环后，膜的油通量与水通量分别稳定在9 600 L/（m²·h）和3 900 L/（m²·h）左右，仅出现小幅波动，具有高效的油水分离效率和良好的重复使用性能。该膜利用PVDF的疏水性、PMMA的刚性支撑及PDEAEMA的CO₂响应性，在微观结构上形成协同效应来实现表面润湿性的可控转换。

关键词

纳米纤维膜 / 静电纺丝 / 二氧化碳响应性 / 油水分离 / 润湿调控性