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  2020年第一期Macromolecules報道了南京工業大學汪勇教授課題組在嵌段共聚物分離膜放大制備方面的Perspectives論文，并以封面形式發表。同時，汪勇教授應邀擔任Macromolecules顧問編委。

  嵌段共聚物由于其獨特的微相分離性質在制備窄孔徑分布分離膜方面具有獨特優勢。選擇性溶脹法是制備嵌段共聚物膜的一種成孔方法，具有操作簡單、無化學變化、無質量損失、表面自發功能化等優點而廣受關注。通過選擇性溶脹制備得到的嵌段共聚物膜孔道結構高度規整，具有較高的滲透選擇性。如何實現嵌段共聚物膜的放大制備以及實際應用是目前的研究重點，其中涉及到嵌段共聚物的合成成本、膜的機械強度以及高效連續的生產方法等亟需解決的問題。

  南京工業大學汪勇教授課題組在前期研究工作中，用聚苯乙烯/聚乙烯基吡啶嵌段共聚物（S2VP）為成膜原材料，利用溶劑退火調控嵌段共聚物膜的分相結構，經選擇性溶脹成孔后可以得到孔道結構不同且孔徑分布較窄的分離膜。改變溶脹條件（包含溫度、時間、溶脹劑等）可以改變分離膜的孔徑大小，實現膜孔徑的連續、可控調節。

圖1. 選擇性溶脹法制備的S2VP膜的孔道形貌：（a）雙連續孔道，（b）垂直孔道，（c）平行孔道，（d）螺旋孔道。插圖為溶脹前嵌段共聚物膜的分相結構示意圖。

  然而，聚苯乙烯基的聚合物合成成本高、強度差，難以用于規模化生產。針對該問題，汪勇教授團隊開發了聚砜/聚乙二醇（SFEG）嵌段共聚物膜。聚砜基嵌段共聚物可以通過縮合反應制備，避免了嵌段共聚物合成通常采用的活性自由基聚合、陰離子聚合等條件反應條件較為苛刻的合成方法，極大地降低了嵌段共聚物原料的合成成本。將SFEG膜進行選擇性溶脹成孔后，親水性的聚乙二醇鏈段會自發富集在膜表面，賦予膜親水性、抗污染性能，而聚砜的高強度以及高玻璃化轉變溫度使膜具有較好的機械和耐熱性能。

圖2.（a）選擇性溶脹法制備的SFEG膜的表面形貌、親水性、孔隙率以及拉伸強度；（b）溶脹開孔后的SFEG平板膜；（c）溶脹開孔前后的SFEG中空纖維膜。

  該團隊以SFEG為制膜原料，進一步發展了熔融擠出成膜-選擇性溶脹成孔的嵌段共聚物制膜方法。熔融擠出成膜避免了有機溶劑的使用，具有綠色、環保的優點；在選擇性溶脹過程中采用微波輔助增強溶脹，可以使溶脹成孔時間縮短到1分鐘以內，大大加速了溶脹過程。熔融擠出成膜與微波溶脹相結合的方法，可以現實嵌段共聚物膜的連續化制備，且適用于平板膜、中空纖維膜等多種膜的制備，推動了嵌段共聚物膜的工業化生產應用。

圖3. 熔融擠出和微波溶脹連續制備嵌段共聚物膜的示意圖

  相關研究的總結、展望以及挑戰以Perspective論文形式發表在最新一期的Macromolecules上，并被選為封面論文。論文第一作者為周潔梅博士。另外，汪勇教授自2020年1月起，擔任Macromolecules顧問編委（Member of Editorial Advisory Board）。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.macromol.9b01747