界面聚合法PI-PP復(fù)合納濾膜的結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、耐溶劑納濾膜可用于富含有機溶劑體系，突破了水體系用膜的應(yīng)用局限，或可延長膜的使用壽命，意義深遠(yuǎn)。較非對稱膜，界面聚合法制備的復(fù)合納濾膜具有明顯優(yōu)勢。為此進行界面聚合法制備聚酰亞胺/聚丙烯（PI/PP）復(fù)合納濾膜的研究。
　　首先，以親水化的聚丙烯（PP）微孔膜為支撐層，間苯二胺（MPD）、均苯四甲酰氯（BTAC）分別為水相單體及有機相單體，采用界面聚合及后續(xù)的化學(xué)亞胺化步驟制備聚酰亞胺（PI）/PP復(fù)合納濾膜。分別以傅里葉紅外光譜

2、（FTIR）和掃描電鏡（SEM）表征復(fù)合膜的功能層組成及形貌結(jié)構(gòu)，并在0.5 MPa過膜壓差下，膜對500 mg/L聚乙二醇(PEG)400水溶液中PEG-400的截留率和通量為性能評價指標(biāo)，系統(tǒng)地考察了兩相單體摩爾濃度比、單體濃度、酸接收劑NaOH添加量、化學(xué)亞胺化溫度、表面活性劑種類及濃度對膜結(jié)構(gòu)與性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨MPD:BTAC濃度比增加，分離層結(jié)構(gòu)由疏松變致密，后趨于不變；相應(yīng)地，截留率先快速上升，后趨于穩(wěn)定；通量先急劇

3、下降，后趨于不變。分別增加單體濃度、酸接收劑NaOH添加量，截留率先快速上升，后緩慢降低；通量先急劇下降，后緩慢增加。隨化學(xué)亞胺化溫度增加，截留率先上升后下降，通量先下降后上升，這是因為溫度升高雖利于聚酰胺酸環(huán)化脫水，但同時易造成分離皮層的氣孔缺陷及裂紋缺陷。對比水相中添加陰離子表面活性劑SDS、非離子表面活性劑Triton X-100及陽離子表面活性劑TEAC、TBAB的作用效果，發(fā)現(xiàn)添加TBAB制備的膜截留率最高，這源于復(fù)合膜表面呈

4、負(fù)電性， TBAB分子氮取代基的尺寸較大，能運載更多MPD進入有機相與BTAC單體反應(yīng)，并得到了TBAB的較宜添加量。此外，進行了BTAC與均苯三甲酰氯（TMC）的混合物為有機相單體的膜制備與表征的初步探討。發(fā)現(xiàn)加入共聚劑TMC，提高了復(fù)合膜的截留率，可達(dá)96.2％；但對通量幾乎沒有影響，仍達(dá)87.3 L·m-2·h-1。
　　其次，考察了添加TMC的PI/PP復(fù)合納濾膜的耐溶劑性能。分別于9種代表性的有機溶劑中浸泡7天后，濕狀態(tài)

5、下測試其拉伸強度、斷裂伸長率、對PEG-400的截留率及其通量，其變化幅度均低于10%。表明其耐溶劑性能與未加TMC的常規(guī)PI/PP復(fù)合納濾膜同樣優(yōu)秀。
　　最后，選擇制膜過程中三種典型膜樣品：通量最大的膜M1，未加TMC時截留率最大的膜M2，加TMC的膜M3，分別測試其對PEG200~2000的截留率，確定了這三種膜的截留分子量范圍。發(fā)現(xiàn)M1膜0.5 MPa過膜壓差下的通量為145.0 L·m-2·h-1，能有效截留分子量超過8