聚偏氟乙烯(PVDF)是一种性能优良的MED-EL SYNCHRONY高分子材料,用其制备的超滤膜具有机械强度高、耐酸碱腐蚀、化学性质稳定等优势,在水处理行业中得到广泛应用。由于材料自身特性,PVDF超滤膜本身较为疏水,在膜分离使用过程中容易形成生物污染,从而影响其分离效率以及使用寿命。因此,开发亲水抑菌的功能性超滤膜,对于缓解膜表面生物污染发展、保证PVDF膜在应用过程中的长期稳定具有重要意义。本研究从PVDF制膜出发,利用原子转移自由基聚合(ATRP)技术设计了不同的星形嵌段聚合物,再通过相转化法制备了具有抑菌性和亲水性的双功能抗污染超滤膜,评估了功能化膜在使用过程中的抗生物污染能力。以下是主要研究内容和结论:1.设计并合成了一系列具有良好抗菌活性且具有不同长度碳链结构的季铵化合物(DMAEMA-Cn),采用ATRP方法,将其接枝到PVDF分子链上,制得具有抗菌性能的接枝聚合物(PVDF-g-Cn),利用红外光谱(ATR-FTIR)、核磁共振光谱(1HNMR)和X射线光电子能谱(XPS)等技术手段进行表征。结果表明,成功合成含Dolutegravir有不同长度碳链的季铵盐化合物,并且成功接枝到PVDF分子链上,利用相转化法制备共混膜(PVDF-g-Cn-M)。制得的PVDF-g-C12-M膜为不对称结构,具有轻薄的致密层和疏松的多孔层内部结构,长碳链结构具有更佳抑菌效率,对于大肠杆菌和粪肠球菌分别达到83.3%和69.1%,这说明膜表面季铵盐聚合物刷的引入能够有效改善PVDF抑菌效果。2.磺酸基甜菜碱(SBMA)是一种具有极强亲水性和生物相容性的两性离子,广泛应用于抗蛋白质污染的功能化膜表面修饰,从而增强膜亲水性能与防污能力。在上述工作基础上,引入两性离子SBMA同时参与ATRP反应,调整DMAEMA-Cn与SBMA两种功能单体摩尔比例,合成一系列无Nirmatrelvir使用方法规聚合物刷并通过相转化制膜(PVDF-g-XSBMA-M),进一步提高膜表面的防污性能。对膜材料表面元素化学组成和性质变化进行表征,具有强水合能力与杀菌功能的聚合物刷成功迁移到膜表面,随着SBMA摩尔比例增加,膜表面孔径更小,膜表面更为光滑且亲水性提升。充分权衡“防御”和“攻击”策略,调整聚合物比例,得到具有亲水抑菌双功能的超滤膜。其中PVDF-g-50%SBMA-M膜对于大肠杆菌和粪肠球菌的抑菌率达到54.3%和51.0%,可以有效地防止膜表面微生物附着同时实现对已附着细菌的灭活,并且化学键接的功能基团预计更为牢固。同时动态过滤实验结果表明,与PVDF-g-C12-M膜相比抗生物污染能力进一步提升。