SURFACE TREATMENT OF MEMBRANES BASED ON POLYVINYLIDENE FLUORIDE WITH AN OXIDIZER SOLUTION
Authors: Краева И.С. , Фомин С.В. , Широкова Е.С. 
Published: May 2023

За последние десятилетия мембранная технология стала новым перспективным способом решения проблем в области подготовки и очистки воды в нефтехимической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности. В качестве материалов для производства мембран нашли применение фторсодержащие полимеры, которые обладают рядом выдающихся свойств: высокой температурной стабильностью, химической стойкостью, механической прочностью, биологической инертностью и т.д. Поливинилиденфторид рассматривается как один из наиболее перспективных материалов для создания мембран. Мембраны из поливинилиденфторида эффективны для очистки вод от крупных коллоидных частиц, бактерий, простейших микроорганизмов, эмульгированных нефтепродуктов и т.п. В то же время при использовании мембран из поливинилиденфторида для очистки водных сред возникают сложности с гидрофобностью ее поверхности, биообрастанием, что ведет к засорению пор, снижению проницаемости и, в результате, приводит к сокращению срока службы мембраны. В данной работе задачу по повышению гидрофильности поверхности мембраны из поливинилиденфторида решали путем обработки ее раствором окислителя, состоящего из смеси концентрированной серной кислоты и медицинской перекиси водорода заданной концентрации, с целью формирования на поверхности мембраны гидроксильных групп. Мембраны на основе поливинилиденфторида были получены методом «замораживания» из раствора в диметилсульфоксиде. Образование гидроксильных групп подтверждено методами ИК-спектроскопии и рентгенофлуоресцентной спектроскопии. Повышение гидрофильности мембран подтверждено снижением краевого угла смачивания по воде для мембран, обработанных раствором окислителя в сравнении мембранами до обработки.

Over the last decades, membrane technology has become a new promising way to solve problems of water treatment and purification in the petrochemical, pharmaceutical, food and other industries. Fluorine-containing polymers have been used as materials for the production of membranes because of a number of outstanding properties: high temperature stability, chemical resistance, mechanical strength, biological inertness, etc. Poly (vinylidene fluoride) is considered as one of the most promising materials for membranes production. Poly (vinylidene fluoride)membranes are effective for water purification to separate large colloidal particles, bacteria, protozoa, emulsified oil products, etc. At the same time using poly (vinylidene fluoride) membranes for purification of aqueous media there are difficulties arise with the hydrophobicity of its surface, biofouling, which leads to clogging of pores, a decrease in permeability and, as a result, leads to a reduction of usage time of the membrane. In this work, the increasing the hydrophilicity of the poly (vinylidene fluoride) membrane surface made by treating it with an oxidizing agent solution consisting of a mixture of concentrated sulfuric acid and medical hydrogen peroxide. As the result the hydroxyl groups occurs on the membrane surface. Poly (vinylidene fluoride) membranes were prepared by freeze-casting from dimethyl sulfoxide solution. The formation of hydroxyl groups was confirmed by IR spectroscopy and X-ray fluorescence spectroscopy. An increase in the hydrophilicity of the membranes surface was confirmed by a decrease in the water wetting angle for membranes treated with an oxidizing agent solution in comparison with membranes before treatment respectively.