Nghiên cứu biến tính bề mặt màng lọc

'ác kết quà dạt được Phương pháp xứ lý bề mặt bằng plasm a kích thích trong m ôi trường k h í trơ và oxy làm cho lính thấm ướt và năng suất lọc cù a m àn g táng m ạnh sau thời giun xử lý

TRƯỚNG ĐAI HỌC KHOA IKK T ự N H I Ê N

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIIOA HỌC r ự N H I Ê N

a Ten dê tai: Nghiên cứu biên tính bề mật m àng lọc

(M ã sỏ: Q T 08 28)

b C hù trì (lé lùi: TS Trần Thị Dung

V Các cán bộ tham gia: ThS Vũ Quỳnh Tliưưng

CN N guyền Tlìị Thơm

(ỉ M ục liêu và nội dung nghiên cứu

Mục licit HỊịhiứn cứu: Biến tính bề mặt m àng lọc polym e và kháo sát

ánh hướng của các điếu kiện biến tính đến cấu trúc và tính ch ất cúa m àng

N ội ílitiiiỊ nghiên cứu: N ghiên cứu biến lính bé m ặt m àng lọc bằng kỹ

thuật plasm a và kỹ thuật trùng họp quang hoá Cấu trúc bề m ật và tính nâng tách cua m àng tnrớc và sau khi hiến tính được kháo sát và so sánh

( 'ác kết quà dạt được

Phương pháp xứ lý bề mặt bằng plasm a kích thích trong m ôi trường

k h í trơ và oxy làm cho lính thấm ướt và năng suất lọc cù a m àn g táng m ạnh sau thời giun xử lý ngắn Phương pháp trùng hợp p lasm a và Irùng hợp qu an g lioá dùng m onom c là axil acrylic vù ailylam in làm c h o kích thước lỗ bề mặt giám do sự lạo thành một lóp bồ mặt rnứi rất m ónu và đặc khít tròn hề mặt mànii nền, độ lưu giữ củ a m àng tăng mạnh

M ội sò kết qua nghiên cứu củ a đổ tài dược trình h aV troriíi khoá luận lot nghiệp hệ dại học chính qui của sinh viên N g u y ền Thị Thơm (K 48B

im ành C ô n ạ nuhệ hoá học)

Hai hùi háo với nội ilunti có liên quan đến m ột sỏ kết q u á nuhicn cứu

củ a dc tài đ ã được đăng ở 'ĩạ p chí Hoá học trong nirớc (T.46, 2A , 2 008) và

Tuyến lập Hội nghị kh o a học quốc lê VC công ng h ệ lọc lách (W FC 10, Lcip /iii G erm any 4 /2008) (X cm phán phụ lục)

/ ’ l i n h h ìn h k in h p h í C lio (tẽ tà i '['o àn hộ k in h p h í c ủ a đẽ la i 2 0 ir iệ u

d o n e d ã (lược chi cho việc iricn khai (lo lài

a Subject: Surface m odification o f polym eric m em branes

(Code: QT-08-2B)

B Sc N guyen Till Thom

(I Objectives and research contents

P olym eric m em brane surfaces w ere treated using the different

m odification methods The influence o f m odification conditions oil the

m em brane characteristics w as investigated and com pared

M em brane surfaces w ere m odified by eith er non-polym er-form ing or polym er-form ing m ethods to im prove m em brane separation perform ance

T h e characterization o f unm odi fed and m odified m em branes was perform ed through the changes in m em brane structure and its separation property

e Obtained results

M odified m em branes show ed a better separation perform ance as com pared to unm odified ones By using non-ịX)lymcr-form ing plasm a

m ethods lor treatm ent o f m em brane surface, the hydrophilicity and llux o f

m em brane would be im proved M eanw hile, the m em brane selectivity could

be im proved significantly due to the form ation o f very thin and dense top- lay cr on the substrate surface by polym er-form ing plasm a and photon- induced graft polym erization

A part o f subject results was given in a bachelor thesis o f uiider^radualc student (N guyen Thi Thom K48B, D epartm ent o f C hem ical Technology Faculty o f C hem istry, Hanoi U n iv e r s ity o f Science, 2007) Tw o papers whose contents involved some results o f this subject have been published in N ational Journal o f C hem istry (V ol.44 2A 2008) and the

P ro ceed inụ o f llic International C onference in Filtration anil Separation technology (W FCIO Leipzig, G erm any 4/200K) (Please sec an appendix)

T r a n g

II Nội d u n g n g h iê n cứ u c h ín h c ủ a đ i' tài 6

3 1 Biến tính bé mặt b ằn2 phươns pháp plasm a không trùng hợp 7

3.2 Biến lính bề m ặt bằng phương pháp plasm a trùng hợp 14

3.2 Biến lính bề mặt b a n s phương pháp trùng hợp quang hoá 19

P h ụ lụ c

M àng lọc được sir chins’ ironu nhiều lĩnh vực như còng nghiệp dược

phiini, thực plìám, y tế, lọc dấu, hoá chất, môi trưòtig v v T ín h nãntí tách của

m àna phụ thuộc mạnh vào loại vật liệu tạo màng và phương pháp ch ế tạo

Trong những nám sẩn đây, việc nghiên cứu biến tính bè mặt m àng lọc làm tìr

vật liệu polym e là rnộl irong những lnrớng nghiên cứu mới thu hút dược sự

quan tàm cu a nhiều nhà khoa học trong lĩnh vực ch ế tạo màng lọc T ừ màng nén ban dầu, bàng các kỹ thuật biến tính bê mặt khác nhau, có ihê tạo được

m àng lọc với các tính năng được cài thiện hơn nhiều so với màng chưa biến lính11' 1"1 Phương pháp biến tinh bề mặt có thể chuyển loại vật liệu bình thường th à n h vật liệu có giá trị sir dụng cao hơn với chi phí thấp hơn so với việc nghicn cứu chẽ tạo loại vặt liệu hoàn toàn mới với tính năng lương tự

Trong lĩnh vực m àng lọc, một sổ kỹ thuật, biến tính bé mặt có thổ được áp dụng đẽ nâng cao các đ ặc tính củ a màng như phương pháp trùng hợp ghép

cây (grafting), phương pháp trù nạ hợp bé mặt (interfacial polym erization), phương pháp trùng hợp (plasm a polym erization) và xứ lý plasm a (plasm a

treatm ent) VV NÓÌ chung, hang các phương pháp biến tính bế mặt khác

nhau, c ó thể tạo ra được các loại m àng lọc với các lính năng tách lót hơn mà không làm thay đổi các lính chát bên trong cùa vật liệu m àng nén

Trong đề tài này, ch ú n g lõi đã liến hành nghiên cứu biến tính bổ mặt màng lọc polym e bằng phương pháp plasm a và phương pháp Irium hợp quang

lioá Cấu trúc và lính Hãng tách cù a màng trước và sau khi xứ lý bổ mặt được khao sát và so sánh

C húng tỏi xin chân thành cám ơn Đại học Q uốc gia Hà Nội Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Phòng Khoa học Cônií nehệ Trung tâm Màng

lọc trường Đại học Khoa học Tự nhiên và Phòng thí nghiệm cua C ÌS Masaaki Suzuki, Đại học C ông nghệ Tokyo dã tạo điều kiện tlniận lợi đo lie lài neliiẽn cứu được thực hiện

2.1 Hiến tinli bẽ mật màng han lị Ả V llnuil plasma kiìõnỵ trũng hop

M àim nén polyacrylonitrile dược đặt irong mỏi trường plasm a của khí tro' (argon, hcli) và oxv ớ áp suái thấp Mỏi trường plasm a chứa các phần tứ

bị kích thích như ion, diện tứ, gốc tự do phân tử v v các phán tử này sẽ tác dộng và uãy ra sự Ihay dổi câu trúc cũng như lính chài bế mặt màng nền ban đáu Ánh hưởng của các điều kiện xử lý plasm a như thời gian phơi chiếu và năng lượn Sĩ kích thích plasm a đến sự thay đổi cáu trúc bề mặt cũng như tính

n ãn s lách cua m àng được nghiên cứu và k háo sát

2fL Biến tính bê mật m àng bàng kỹ thuật plasma trùng hợp

M àng nền polvacrylonilrile được đặt trong môi lnrờng plasm a tạo bởi hợi cíia hợp chất hữu cơ (axil acrylic và allylam in) Khi dó sẽ xảy ra sự đứt gãy (dissociation) các liên kết trong phân tứ m onom e và sau đ ó là tái hợp lại (recom bination) eúa các gôc lự d o với nhau và với các vị trí hoại động irên bé inặi m àng nền lạo thành lớp polym e mới m ỏng và đặc khíl phủ Irên bé mặt làm thay dổi các tính chất của rnìmu

M àng nền polyacryloniirile dược biến tính bể mặt bằng phương pháp irù n a hợp quang hoá sử dụng m onom e là axil acrlylic Dưới tác độn g khưi

m ào củii ánh sáng lử ngoại, xãy ra sự đứt gãy cá c liên kết đòi và trùng hợp cúa axil acrylic, poly me tạo thành dược cấy g h ép (grafting) lên bề mặt màng nền và có ihế tạo [hành một lớp m ỏng phủ liên hè mặt khi kéo dài thời gian trùng hợp hoặc tang nổ nu độ dun g dịch axil acrylic Các yếu tố ánh hướng như nồng độ dung dịch monom c và thời gian phơi chiếu dến lính chất của

m àng dược khảo sál

2.4 Xác (lịnh đật' tinh inàniỊ lọc

I lình iluíi cáu trúc của mìmg đưựe quan sát qua ánh chụp bang hiến vi diện íử tịucl (SKM Hitachi S-800) và hiên vi nguvèn tử cưỡng bức (A FM , SPA-400, Seiko Instrum ent Inc.) Do bào vệ lv mặl màim polym er kliòng bị phá huy bời electron khi chụp SKM một lớp plalin (Pl) inóniỉ (khoáng 5nm ) đưọv phú lẽn bè ntạl minis’ băn SI iliiei bị ion sputter (llilach i, l: I0>0) Sự

pho lu 111*1 lìíioại (FTIR ) và liổug ntioại phán xạ ngoài (F T IR -A T R ) (Jcol SPX- 200) l ính ưa II ước cua bố mại m;'mu được xác định qua phép (!() góc thám ưỡl U onlacl anụles) Tính Hãng lách cua màng được đánh giã qua kha nâng tách album in và lách NaCl trong d u >1« cl<r/t nước ớ áp suâì xác định Hàm

lượn ụ album in Irong đuiiíỊ dịch dược XUC (lịnh bàng phương pháp trác quang với thuốc thừ Bi lire tại bước sổng 560 nm Nống độ muôi dược xác định bans’ phưưng pháp do độ dần điện

I I I KI I Q I Á N G H IÊ N C Ứ U

3.1 Hiến tin h bè m ặ t màiiíỊ bằtỉỊỊ k ỹ th u ậ t pla sm a ktỉònỊỊ trù n g hợp

M ànu nền polyacryloniirile khô được đật trong buồng phàn ứng plasm a B uồn2, phản ứng được rút chân kliông đến áp suất thấp hơn 3 Pa bằng bơm chân không Sau dó dưa khí argon hoặc heli hay oxy (độ tinh khiết

9 9 9 9 f/ í ) vào buồng phán ứng ớ Lốc độ dòng xác định (1 <s ml/mill), plasm a được lạo bới nuuổn R F (radio frequency) lẩn số 13.56 M U / Tiến hành xứ lý

bò mật màng ớ các m ức năng lượng kích thích plasm a khác nhau (l()W và ,U)W) irong những khoáng ihời ìỉian khác nhau

Hình I là ánh chụp câu trúc mặt cat (cross-seclion) của mà nu nền

p olyacrylonitrile bủng hiển vi diện tử quét (SEM ) với độ phân giúi cao Có

th ế thây ràng mùng có cấu trúc hát dối xứng với m ột lớp bé mặt m ỏng và đạc khíl ớ liên lớp dỡ xốp Kích thước lỗ bé mặt củ a m àng khá nhỏ nên không thế quan sál rõ qua ánh chụp SKM

1 linh I Anh chụp SIM lining m il siêu lọc polyiicryloiiilrilc

plasm a khí hcli \;i plasm a khí oxy o các diêu kiệu khác nhau hằna hiến vi IIIÌIIVCII lứ cư ỡ na bức (A FM ) Kết quú cho llũiy độ thỏ n h á m bé inặl màng UÌI1‘4 lẽn sau t|u á trình xử lý Đ ộ thô nhám Uìiiìi lên theo thời gian phơi chiêu

và giâm đi khi nâng lượng, plasm a tàng trong cùng một thời gian xử lý

I le plás

I le p lasm a, low,3 m ill A r p lasm a, low 3 m in

I !c plasm a 30VV I mill

l l i n h 2 A n il c h ụ p A I M lii n li th : ii can in k - be m a t 111 : 111 »

m ặt mànu sau xử lý được (.lưu ra ỏ' bang I

Báng I Đo Ihõ Ilham Ininji binh cún bẽ mật màng

Có the thấy rằng, với cùng năng lượng kích thích plasm a lo w và thời

g ian phơi chiếu 3 phút, be niặl màng qua xử lý bằng plasm a khí oxy có độ Ihỏ Iihárn cao hơn bé mật m àng qua xử lý bằng plasm a khi Irơ heli Tuy nhiên, với thời gian phơi chiếu I pliiìt ớ n ăng lượng plasm a lo w , độ thô

n hám cúa bổ Iìiặt xử lv bằng plasm a khí oxy lại thấp hơn so với bề mại qua

xử lý bằnu khí tro' ờ cùng điều-kiện Kết quá này có the giái lỉiích như sau:

khi (lược phưi chiêu trong mồi trường plasm a chứa các phán tử kích thích (nguyên lừ, ion, diện lừ, gốc lự d o ), bé mặt màng nền bị lác dộng vật lý (bom bardm ent) bới các phần lử n ày làm cho (lộ lliỏ nhám cứa bé mật lãng Ngoài ra, hiện tượng bào m òn (ablation) bổ m ặl cũng sẽ xáy ra đỏng ihời với quá trình bắn phá trên Khi hiệu ứng bào mòn chiếm ưu th ế thì độ thô nhám

hê mặt lại giám (ti Từ kết quá llụrc nghiệm thu được có thô thấy rằng, hiệu ứnu bào mòn cua plasm a k h í oxy lớn hơn so với plasm a khí tro' cho nõn với lliừi gian xứ lý nụán, độ thỏ nhám cua be mặt xứ lý bâng plasm a khí oxy lliấp

hí ill SI) với bé mặt xứ lý bang plasm a khí trơ Khi thòi gian xứ lý dài độ Ihõ

n hám bẽ mật lụi lăna lên đo lớp hố mặi (lặc khít (V bẽn irẽn có ilk* dã bị hán phá và bào mòn đon lốp tlõ' xốp (với kích thước In lo hull riu nlìiẽu) ỡ hôn

|()\v đon M)\\.

Đè killing (.tịnil ihòin cơ chế lác dộng Irẽn phcp cán kicin tra irọnu lượng cua các mail m àng trước và sau khi \ir lý plasm a dược ihực hiện irên lliiếl bị cán phân lích (Shim azu) với độ chính xác cao Mình 3 là kôì quá so sánh đ ộ giám trọng lượng của các mầu m àng sau khi xử lý bâng plasm a khí Irơ và plasm a khi oxy ớ nàng lượng kích thích I0W với các khoáng thời gian khác nhau k ế t q u á cho tháy độ giam trọng lượng cùa mang sau khi xử lý hằng plasm a khí o xy lớn hơn nhiều so với độ ai an) trọ n s lượng của m àng xử

lý bần ụ plasm a k h í trơ, điều đó chứng tỏ, hiệu ứng bào m òn của plasm a khí oxy chiếm ưu thô hơn và nói chung các tác động vụt lý của plasm a khí oxy đến bẽ mặl m àng đcu lớn hon so với plasm a khí trơ

11 Mill 3 t)ộ ị* i;im khòi lưựiiỊỉ m ẫu SỈIU khi \ ử lý plasm a

N uuvcn nhân khiến cho plasm a khí oxy có lác độn 11 mạnh hơn den bc niậl chất nén có the là do năng lượng ion hoá khí oxy nhó hơn so với năng lượng ion hoá các khí irơ, cho nén với cínm một cườnu dộ diện trường lạo plasm a, số lượng các phán tử bị kích thích Iron'2 mỏi trường plasm a khí oxy nhiều hơn so với trong mói 1 rường plasm a khí trơ Mặt khác, d o có sự lạo ihành iiốc lự do ( ( ) ) nêti ngoài các túc động vặi lý (physical etching), có the xáy ra ca các- tác dộn g hoá học (chem ical clchinu) làm tànỵ them lốc clộ hào mòn và sự thay doi câu irúc hề mật mimiỊ irong quá trinh xứ lý

Sự Iluiy đổi \è mại hoá học cùa hc null mànti sail lịtiá trình \ir lý dược

xác (lịnh qua phép đo pho hỏng iiiỊoại phun xạ imoni ílT IR -A T R ) Uvn thicn

bị p in » hỏnu Iisioụi J e t>! SPX-200 với ị!Õc phán \ạ 3(1" trén \ạ i liạ i lỉnh lliẽ Cìc

K c i lịiia dtiov đư;i lii ớ liin li 4

A Oj plasma

ÍDQi) y ■ *

xử lý bằng plasm a khí trơ không thay XIUÌÌ hiện them các nhóm chức mới trẽn bề mặl m àng, nhưng vổ lý Ihuỵcì, sau khi kết ihúc quá trình xử lý và láy

m ẫu ra khỏi buồng phản ứng, sự tiếp xúc của mẫu với mỏi trường không khí

ch ứ a oxy cũ n g có thế dẫn đến sự lạo Ihànli mọt sỏ nhóm chức chứa oxy trên

bể niậi do oxy trong khõntỊ khí kết hợp với một số vị trí hoạt dộng (radical)

dã hình ilùmli irẽn bé mặt ciiất nền dưới tác dộng của quá trình xử lý plasma.Trong khối plasm a của khí trư tuy không có phán ứng, nhưng irên bề tnặl poỉym cr các mạch liên kết có Ihế bị đứi do va dập với các ion có nâng lượnsi cao và kết quá là hình ihànli các radical trên bề mạt polym er lien Cơ chè hình thành radical có the như sau:

lam hiến lính hô mậl như sau:

T ừ kết quá thực nuhiệm và kết hợp với một số tài liệu tham khảo r'

có th ế dưa ra m ội số gia định cho sự Ihay đổi về cấu trúc hoá học của bể mậtmails: polyacryloniirile dưới tác tlộnu của plasm a kích thích trong môi trường khí irư và khi oxy:

lọc la mội Iroiìii nluìim đặc lính quan trong có ánh hướng; mạnh dén năng suãl lọc và tóc d ộ tắc m àng (fouling), do đ ó sè ánh hướng đến hiệu quá của loàn

họ quá irình lọc M ội iro n ẹ những mục đích chính cùa quá trình xử lý bé mặt

m àng lọc là nhàm làm thay đối tính ưa nước đế nâng cao mìng suất lọc và giám mức độ fouling củ a mãng

z p

A A A 'o

o O; plasma

A He plasma

0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 12 0

P lasm a tre a tm e n t tim e (s)

11 111 Ỉ1 5 (ỈÕC (liiim IÍỠ1 he mat minis* sail klii Ml I) plasma

S e p a ra tio n tim e (m in)

11 mil 6 So sánh đ ộ ịỊÌáni nán" su;il lọc n ia mini" sail kill XII lý plasma

Kẽl quà xúc định va so sánh sự thay (lui vé iióc Ihãni irới và mức độ fouling (khi lọc tlunụ địch album in iro n s m rỏv) của mànu siòu lọc

p o l v u t - T v l o n i t r i i e n ư ớ c v à s a u k h i x ử lý I x ìiiiỊ p l a s m a k h í tr o ' v à k h í <>,\Y đ ư ợ c đưa ra (’)' cãi/ límli 5 vã () kt/l qiui (hình 5) 1'ho l h ã \ uỏc ilinm irtVi lũ a be m;i[ mãnư ạiãni VÍI clộ Líkim Li óc lliấni ưõ'1 khi xử lý btiim pliisma kill 1>\\ Iiliimh vii

a 0 untreated

A 0? plasma 3mm

o o plasma 1rmn -

□ He plasma 3mm

till) nhám , sự có mặt ciui các nhóm chức chứii oxv trôn bồ mật dã limi Uìns mạnh tính ưa nước của màng T ro n g ihí nghiệm này, chúng lõi dùnu inàna nen poỉyacrvlonitrilc có cỉộ lưu giữ album in cao ( > 9 9 'í ) tic kháo sái sự thay (.lối tính năng tách cùa m àng sau khi biến lính bé m ậl Kết quá tách album in (nồng độ \% ) trong dunu dịch nước cho thấy, sau Ihời gian xứ lý ngắn (< i phiu với plasm a oxy và <2 phút với plasm a k h í trơ) màng có năn« suất lọc cao hơn lúc liáu khoáng 2-3 lấn đ ộ !ưu giữ album in giám nhẹ (từ > 99 c'(

xuống > 97 %) Kết quá so sánh m ức độ tác m àng (hình 6) cho thấv, m àng đã dược xứ lý bé mặt có lố c độ lắc nghẽn chậm hơn và mức độ tác nghẽn thấp hơn nhiều so với m àng ban đầu

T ừ các kết q u à ihực nghiệm thu được có thế tháy rõ rằng: Việc xử lv biến lính he mặt m àng bằng phương pháp plasm a kích thích trong mỏi trường

k hí trơ và khí oxy đ ã làm thay dổi cấu trúc cũng như lính chất bể mặt và nâng cao tính năng lách của m àng siêu lọc polyacrylonitrilc C ác điều kiện thực nghiệm như loại khí sứ d ụng, náiiíi lượng kích thích plasm a và thời gian xử lý

là những yếu tô ảnh hướng m ạnh đốn sự thay dổi cấu trúc và tính chái của mane,

Phương pháp xử lý bé m ật bằnụ plasm a cúa khí trơ và khí oxv 12,ày ra các lác độn g lẽn bé mặl mans’ siêu lọc polyacrylonilrile làm cho bé mậl m àna trứ nên thô nhám và ưa nước h on Bề mật m àng xứ lý hằng plasm a khí oxy có tính Ưa nước lớn hơn so với m àng xử lý bằng plasm a khí Irơ Ngoài các tác dộng vậi lý như của plasm a khí trư, plasm a khí oxy còn có thể gây ra các biến đối về mặl hoá học với sự x u ất hiện của các nhỏm chức chứa oxy trên bể mặi m àng sau q u á trình xử lý Với ihời gian xử lý rái ngấn, tính năng tách cùa m àng dược cãi thiện với sự tăng m ạnh nâng siiál lọc ironu khi độ lưu ụiữ van được duy trì lốt và lốc độ giám năng suất lọc của màng thấp nhiều hơn so với m àng chưa xử lý

3.2 H iến lín li bé m ặ t m à n g ba n g p h ư ơ n g p h á p trù n g hợp pla sm a

Với mội sỏ vặt liệu polym er, irons’ đó có vật liệu polyacrylonilrilc, bãnsỉ phươnu pháp dào pha thông thường chi có thô lạo dược màriiỉ bat đỏi xứnii với kích (hước lỏ hồ mạt nhó tòi đa ứ mức dùng đưọv cho các quá trình siêu lọc Khi sử tlụ im các loại m àng này làm chái nén cho t|iiá trình trùng hợp plasm a, có llìc Uio được lớp hoại dộnií nìì móiiii và cỏ mill độ cao (dense) trôn

lv mật màiiii ncn làĩii iỉiãin kích lluióv lõ he niặl va ili> lió mails’ có thê sứ ilụim ilưov ch o các qua ll inh lọc llano \;i Iham lliuu Iiiiiíọv Bũiiì: c;kli lliav

kích lluróv lò bẽ mặl vã mức đ ộ liên kct nuang (cross-linkinii) ciia polym e tạo ilìành Tuy nhiên, niioãi các thông sô cũ a quá trình trùng họp dặc lính cua inàrm hình thành cũriii phụ thuộc lất mạnh vào tính chãi vại liệu và kích ill ước lỏ cua màng nén ban đầu cũng như han cliàl của hơi monorne dùng cho quá trình irùiiiì hợp.

Trong thí nghiệm này, m àng nền polyacryloniirile dược đặt trong môi trường plasm a tạo bởi siP-iíeỉr tMeh hơi của axil acrylic và allylam in (độ tinh khiếi 99.5% ) ỏ' áp stiâì thấp Khi đó, các phàn tử hợp chát hữu cơ bị đứt gãy (dissociation) thành các tiếu phần/m ãnh hoại dộng có khối lượng nho hơn (cxcited IVamnenls) vã sau đó lại lái hựp (recom bination) tic hình thành các

m anh lớn hơn và/hoặc gắn với các vị trí hoại dộng tạo bới các tác động plasm a tròn bề mặt polym e nền, kết quá là có một lớp poiym e cực m òng với mật (.lộ cao được lạo ihành vù phii (deposition) irên bể mậi màng nền.Hơi axil acrylic hoặc hưi allylam in được dẫn vào buồng phàn ứng ớ lốc

độ dò n g 2m l/phúi và quá trình trùng hợp dược tiến hành ỏ năng lượng kích

th ích plasm a 10W K hác với quá trình xử lý plasm a dù n g khí trơ và khí oxy, Irons’ trường hợp này, khôi iượng của các mẫu m ùng sẽ lăng lèn theo thời lỉian Irùng hợp d o có sự tạo thành lớp polvm e mới phú lên irẽn be mặl inàns nên 'ró c độ tạo thành polym e phụ thuộc vào lát nhiều yếu tỏ như lốc đọ dòng lỉơi m onom c, [lăng lượng kích ihích plasm a, áp suàì bu ổ n a phún ứng, loại

m onom e v v

ỉ lình 7 là ánh chụp (SEM ) bé mặt và mặt cắt của m àng sau khi trùng hợp Kết quá cho thay có sự tạo thành lớp bé mặt mới dặc khít hơn trên bé mật m àng nền Đ ồng thời có thế ihấy ràng, trong cùng m ột (lieu kiện trùng hợp, lốc clộ lạo ihành polym e lừ allylam in (A A m ) IỚI1 hơn so với lốc ilộ lạo thành polym c từ axil acrylic (A A x)

M ill! " Ill'll A A m 5111111 A A m .'U m in A A \.'-N I m in

Hình 8 I’lio liỏnịỉ ngoai của lở|) polym er tạo thành kỉii trù n g hợp plasm a hơi axil acrylic

W avenum bers (cm )

I hull ‘Ằ Pho lumji n«*oni CUJI lop polvnic lạo Ih:iIIh khi trù n g họp plasmn hoi iillylamin

bẽ IIKII maiiiỊ nõn sail khi irùnsi hợp Với m onom e la axil acrvlic có sự xuáì hiện cùa các nhóm chức chứa oxy nlur c o (1 000-1200 cin ) 0 = 0 (1730

cm ) Trong khi dó, các nhóm chức chứa niio như NH và N il (3400-3500

cm ]560- ỉ6 50 cm ') C=N (2200 cm ') C -N (1 650-1700 cm ) xuất hiện trẽn be mặt mùnu khi trùnu hợp hơi allylam in

Cúc phán ứng có th ể xây ra khi irùng hợp plasm a hơi axil acrylic

CM CH-COOM - e -> -Cl I ;- C H ’ -C O O II

R* • ( H r C H -C O O H -> R-CI b -C ’l 1-COO! I

-C O OH -> -C O O * + II*

-COOH ->-co ’ + 01 r

C ác phàn ứng có th ể xáy ra khi trùng hợp plasm a hơi allylam in

cH > C I'l-C H > -N H ;+ e -ỳ -Cl 12-CI l*-CI I.-NI [:

C ác phan ứng có the xúy ra để tạo thành polym e irên bề mật m àng nen

c + M -> R (tạo gốc lừ m onom c trong pha khí)

R + I* -ỳ R (tạo gốc trên bể mặl Ịiolyme nén)

Sự hình ihàiilì lớp bõ mậl móiiiỉ và đặc khíl sau khi trùníí hợp làm giám kích lliước ló bẽ niặi m àng M àng siêu lọc polyacrvlonitrilc han dầu có kích thước lỏ bé mặi cỡ khoáng một vài chục iutnomet và giâm clan Ihco ihời uian

li ùng hợp khi lớp polym e hình thành Khi lớp Iv mặt đủ dày đế che phúhêì hố mật inàiìii nen kích llìirớc lỏ có the ỉiiám xuỏnẹ cỡ mól vài Iianonk'1 (khoãiii! cách dao tlộiií: nhiệl Siiữa các mạch polym c) niàiiii có llió tách dược c;íc lieu phân có kích thưóv nhó như các ion troiiLĩ ilimg dịch, Iliậm chí cá các ion nhó nh;il lìhti' N a’ vì) ( 'I