浙工大高从堦院士团队 ACS Macro Lett.：可回收嵌段共聚物构建高稳定均孔膜
2024-03-20 来源：高分子科技
分子的精准、快速分离是构建下一代高性能分离膜的核心目标。具有均一孔径、窄孔径分布的均孔膜是实现两者高水平兼顾的理想膜材料。因其链段间较强的相排斥力和显著的pH智能响应性，PS-b-P4VP（PS4VP）被广泛应用于均孔膜的制备与分离应用研究。然而，作为典型聚电解质，成孔嵌段P4VP在强酸下容易发生剧烈溶胀，导致了均孔结构的不可逆破坏与变形，限制了PS4VP基嵌段共聚物均孔膜在长期运行中的稳定性、耐用性。同时，PS4VP基嵌段共聚物均孔膜耐溶剂性较差，难以应用于有机溶剂分离体系中。
为解决以上问题，浙江工业大学膜水研究院高从堦院士团队通过活性RAFT聚合，在PS链段引入含羟基活性单体，然后通过酯化反应在侧链上引入二硫戊环（图1）。通过SNIPS获得的均孔膜，在三氯化铁催化氧化下，均孔膜中形成了高交联度的二硫键网络，这一交联结构的形成显著提高了均孔膜的耐pH性、耐溶剂性与力学性能。并使得均孔膜在强酸浸泡过后，仍旧保持优异的分离稳定性。重要的是，该动态交联网络在赋予均孔膜高稳定性的同时，还能够在含二硫苏糖醇的溶液中实现可控断裂，实现了嵌段共聚物的高效回收（图2）。不仅如此，这些被回收的嵌段共聚物可以重新制备成具有相近孔径和力学性能的均孔膜，体现了上述嵌段共聚物及其均孔膜良好的循环经济特征。
图1 嵌段共聚物合成过程及其形成的均孔膜形貌
图2 嵌段共聚物的可控回收和重新成膜
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsmacrolett.4c00072
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（责任编辑：xu）
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