聚砜-磺化聚醚砜共混超濾膜制備及微結(jié)構(gòu)調(diào)控.pdf

1、聚合物多通道中空纖維膜是集多個(gè)通道于一體，具有高的抗拉伸強(qiáng)度和裝填密度以及較低能耗等特點(diǎn)，成為了分離膜材料發(fā)展的重要方向。本文采用溶液浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法開展聚砜(PSF)／磺化聚醚砜(SPES)共混超濾膜制備及微結(jié)構(gòu)調(diào)控，考察了PSF/SPES共混體系相容性、探索了鑄膜液配方、紡絲工藝條件等對其微孔結(jié)構(gòu)和性能的影響規(guī)律。
　　采用非均相磺化法成功制備出磺化度為17％、離子交換容量(IEC)值為0.69的SPES。通過溶解度參數(shù)法、F

2、lory-Huggins相互作用參數(shù)原理、混合焓法計(jì)算預(yù)測以及差示掃描量熱法(DSC)等系統(tǒng)分析了PSF/SPES共混鑄膜液體系的相容性。研究發(fā)現(xiàn)二者為部分相容體系，且相容性隨共混比的增大呈下降趨勢。同時(shí)，通過濁點(diǎn)滴定法開展PSF/SPES-溶劑-非溶劑三元體系熱力學(xué)相圖研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨著聚合物濃度增加，濁點(diǎn)變小，分相容易。當(dāng)溶劑為二甲基乙酰胺，其與非溶劑水的相互作用強(qiáng)烈，互溶性好，體系為瞬時(shí)相分離，少量非溶劑加入即可使體系出現(xiàn)渾濁。

3、在含有添加劑PEG的體系中，其濁點(diǎn)曲線靠近溶劑軸，鑄膜液體系對非溶劑的容納能力減低，熱力學(xué)分相容易。
　　PSF/SPES共混物為聚合物鑄膜液，考察了聚合物濃度、共混比、添加劑PEG分子量及其含量對共混平板膜結(jié)構(gòu)和性能的影響規(guī)律。結(jié)果顯示，當(dāng)聚合物濃度為20.7 wt％、共混比為6％、添加劑PEG(分子量10KDa)含量為19.1 wt％，制備出梯度海綿狀網(wǎng)絡(luò)孔結(jié)構(gòu)的聚砜／磺化聚醚砜共混平板超濾膜，其純水通量高達(dá)1715 L/m2

4、h，膜的親水性得到了顯著提高。
　　同樣，PSF／SPES共混物為聚合物鑄膜液(共混質(zhì)量比為94/6)，探索了芯液組成、凝固浴溫度和拉伸比等工藝參數(shù)對七通道中空纖維膜微孔結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明，當(dāng)芯液為水和二甲基乙酰胺混合液（質(zhì)量比為3∶2）時(shí)，所制備的七通道中空纖維膜的純水通量為228 L/m2·h，對牛血清蛋白(BSA)的截留率達(dá)到96％。當(dāng)凝固浴溫度為50℃和牽伸比為13 m/min時(shí)，所制備的七通道中空纖維膜外表面呈現(xiàn)