聚偏氟乙烯膜交联优化用于溶剂耐受性纳滤：交联剂的对比研究及其工业应用潜力

为解决传统PVDF膜交联方法成本高、安全性差及环境风险大的问题，研究人员通过对比水/醇类溶胀介质和HDA、PEI、Jeffamine三种交联剂，开发出2.5wt% HDA-乙醇体系室温交联新工艺。该方案在保持73% Sudan Black B截留率和16 L m-2 h-1 bar-1渗透通量的同时，显著提升工业化可行性，为SRNF膜绿色制造提供新范式。

　　

在化工、制药等领域，溶剂耐受性纳滤(SRNF)膜是实现分子级分离的关键材料，但传统聚偏氟乙烯(PVDF)膜交联技术面临严峻挑战：使用高浓度1,6-己二胺(HDA)需60℃高温处理，不仅成本高昂，挥发性胺类还易形成有毒蒸气；大量甲醇溶剂的消耗又加剧环境负担。如何开发安全、经济且高效的PVDF交联工艺，成为制约SRNF技术产业化的瓶颈。

比利时KU Leuven的研究团队在《Journal of Membrane Science》发表的研究中，创新性地提出"溶胀-交联一体化"策略。通过系统比较水、甲醇、乙醇和异丙醇四种溶胀介质对膜结构的影响，结合HDA、聚乙烯亚胺(PEI)和Jeffamine三类交联剂的性能差异，最终确立2.5wt% HDA/乙醇体系室温交联24小时的最佳方案。该研究采用X射线光电子能谱(XPS)分析化学组成变化，凝胶含量测试评估交联密度，并通过拉伸实验验证机械强化效果。

溶胀介质选择
研究发现乙醇兼具适度溶胀能力与碱性环境维持优势，其处理的膜在2-甲基四氢呋喃(MeTHF)中展现最优综合性能：Sudan Black B(457 Da)截留率达73%，渗透通量16 L m^-2 h^-1 bar^-1，显著优于水或异丙醇体系。

交联剂优化
短链HDA因高反应活性成为最佳选择，其2.5wt%稀释溶液即可实现与纯胺相当的凝胶含量(85%)。PEI虽更环保但交联效率低，Jeffamine则因分子刚性导致膜脆性增加。

反应机理验证
XPS证实胺基成功接枝到PVDF链上，脱氟化氢生成的C=C键与HDA发生迈克尔加成反应，形成稳定的C-N共价交联网络。

这项研究突破了PVDF膜绿色制造的三大技术壁垒：室温反应消除高温风险，稀释胺溶液降低原料成本90%，乙醇替代甲醇减少环境毒性。其开发的标准化工艺参数(2.5wt% HDA/乙醇，24h)可直接放大至工业生产，为制药溶剂回收、精细化工分离等场景提供高性能SRNF膜解决方案。研究团队特别指出，该技术路线符合欧盟绿色新政要求，未来可通过PEI改性进一步降低挥发性有机物排放。