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芳香族聚砜有着优异的化学稳定性、热稳定性、机械强度以及良好的可加工性,是超／微滤膜的主流材质之一。事实上,聚砜类超滤膜已被广泛应用于水处理、食品饮料纯化、蛋白质分离、血液透析、生物医药分离等领域。然而,在液体过滤中,聚砜膜自身较强的疏水性,容易引发天然有机物、蛋白质、胶体等污染质在膜表面和膜孔内吸附和积聚,造成膜污染,劣化膜性能,缩短膜的使用寿命。在生物医用领域,疏水性聚砜膜会激发蛋白质吸附和血小板粘附,可能引发凝血／血栓、免疫排斥等严重问题。因此,聚砜膜在使用之前常常需要进行改性,以满足膜材料的多方面性能需求。为克服已有改性方法的不足,本论文从分子结构设计出发,合成出一系列适宜用于聚砜类超滤膜改性的反应性两亲共聚物,综合采用溶液共混和膜表面反应的方法,将具有极强水合能力的两性离子聚合物链引入膜表面,以改善聚砜类超滤膜的亲水性／透水性、抗污染能力和血液相容性。首先通过缩聚反应合成羟基封端的聚砜遥爪聚合物,通过端羟基的反应特性,采用原子转移自由基聚合和可逆加成-断裂链转移自由基聚合,分别合成两亲性嵌段共聚物PSF-b-PDMAEMA和PES-b-PDMAEMA。通过非溶剂诱导相转化法(NIPS)制备聚砜类共混膜PSF/PSF-b-PDMAEMA和PES/PES-b-PDMAEMA,两亲性共聚物自发向膜表面迁移／富集,共混膜的亲水性和渗透性能都得到提高,并表现出一定的刺激响应性。同时,表面富集的PDMAEMA为膜表面改性提供了二次修饰的平台,分别采用3-溴丙酸、1,3-丙磺酸内酯和溴癸烷与PDMAEMA进行季铵化反应,得到聚羧酸型两性离子、聚磺酸型两性离子和聚阳离子修饰的聚砜类膜。研究结果表明,两性离子化的聚砜类超滤膜表现出优良的抗污染性和血液相容性,阳离子化膜表现出优异的抗菌性。以末端带羟基的PES遥爪聚合物为前体,通过RAFT反应成功合成两亲嵌段共聚物PES-b-PHEMA,通过调节聚合时间可有效调节嵌段聚合物的分子量。与PES共混得到PES/PES-b-PHEMA共混膜,PES-b-PHEMA在成膜过程中向表面富集,利用表面富集的PHEMA将含溴基团的引发剂固定在膜表面,而后将聚磺酸基甜菜碱(PSBMA)通过ATRP反应接枝到PES共混膜表面。该接枝反应具有活性可控的特征,接枝量与反应时间呈现线性增长关系。表面接枝PSBMA后,PES膜表面化学组成和形貌发生较大改变,亲水性有明显提高。改性膜对蛋白质和油的分离能力明显提高,并可有效减弱蛋白质或油污因吸附造成的不可逆污染,显著提高了PES膜的抗污染性能。改性膜具有明显的电解质响应性,随着溶液中电解质浓度提高,通量逐渐减小,同时该响应性是可逆的。此夕,PSBMA接枝层能够抑制血小板在膜表面的粘附与变性,延长血浆复钙化时间,改善了PES膜的血液相容性。合成含双键官能团的聚醚砜共聚物PES-b-PHEDMA,通过NIPS法制备PES/PES-b-PHEDMA共混膜。在相转化过程中,两亲性共聚物向表面富集,共混膜表面含有活性双键官能团。再以PEGDA为交联剂,通过膜表面双键和两性离子单体SBMA的自由基交联反应,在PES膜表面生成两性离子凝胶层。膜表面的孔径及孔隙率略有下降,对BSA的截留率明显提高,有效提高了PES膜对BSA的分离效率。由于两性离子凝胶层较强的水合能力,表面固定凝胶层之后PES膜的亲水性和保水性都得到显著提高,同时表现出优异的抗污染性和血液相容性。由于共混的两亲性共聚物与膜本体材料相互缠结,后续交联反应引入的凝胶层也通过共价键连接,凝胶层在PES膜表面保持持久稳定的改性效果。为了进一步提高两亲性共聚物的改性效率,提高聚砜膜的蛋白质分离性能,首先合成聚醚砜两性离子共聚物PES-b-PSBMA,其在水溶液中发生自组装形成具有核壳结构的球形胶束。将PES-b-PSBMA胶束通过过滤沉积的方法均匀地沉积在聚砜膜表面,制备PSF/PES-b-PSBMA复合膜。通过ATR-FTIR、XPS和SEM分析复合膜的表面化学组成和形貌,并证明该胶柬成功沉积在膜表面。PSF/PES-b-PSBMA复合膜的亲水性比PSF基膜有所提高,水通量略有降低。蛋白质分离性能得到大幅度提升,对BSA的截留率从42%提高到96%以上,对LYZ和BSA的分离因子从1.8提高到29。该方法制备的膜在蛋白质分离提纯领域有着广阔的应用前景,并为聚合物分离膜的功能化改性开辟了新的思路。综上所述,通过聚砜基两亲性共聚物的分子设计,结合共混改性和后续表面反应,可实现聚砜类超滤膜的表面两性离子化,显著提高聚砜膜的抗生物污染性、血液相容性和分离性能,为实现聚砜类超滤膜的高性能化提供了理论和技术支撑。