聚芳醚砜酮-聚醚酰亞胺超濾膜的研究.pdf

1、含二氮雜萘結(jié)構(gòu)的聚芳醚砜酮(PPESK)是本組研制的高性能樹(shù)脂。具有同類(lèi)聚芳醚中最高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，良好的溶解性，成膜性能，機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性。其所制備的膜同時(shí)具有較高的通量和截留率，是一種新的高性能膜材料。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用PPESK制備的膜經(jīng)干燥后較脆易折，導(dǎo)致組件成品率下降。為了解決這個(gè)問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)通過(guò)共混的方法對(duì)材料性能進(jìn)行了改性研究，并制備了共混超濾膜。并進(jìn)一步對(duì)共混膜的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究。 實(shí)驗(yàn)首先通過(guò)Hansen的溶

2、解度參數(shù)的計(jì)算初步篩選共混材料，并進(jìn)一步對(duì)選取材料通過(guò)共溶劑法進(jìn)一步篩選，最后通過(guò)儀器測(cè)試和熱力學(xué)方法表征了共混材料的互容性。通過(guò)篩選選取了聚醚酰亞胺(PEI)和PPESK為共混制膜材料。通過(guò)共溶劑法，DSC，紅外及粘度數(shù)據(jù)等方法的考察表明兩者具有較好的相容性，可用作制備分離膜。 通過(guò)L-S相轉(zhuǎn)化法制備了非對(duì)稱(chēng)PPESK/PEI共混超濾膜。對(duì)不同PPESK/PEI比例超濾膜的性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)，共混比的大小對(duì)膜的性能有很大影響。當(dāng)PP

3、ESK/PEI共混比由20/80變?yōu)?0/20，膜的純水通量由19L·m-2·h-1提升至380L·m-2·h-1，膜的截留性能基本保持不變。共混比對(duì)膜的機(jī)械性能影響表現(xiàn)為：在PPESK/PEI共混比為80/20時(shí)拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率有一個(gè)最小值，然后隨PEI含量的增加而增加，綜合考慮，實(shí)驗(yàn)認(rèn)為在PPESK/PEI為40/60時(shí)膜具有最好的綜合性能(水通量、截留性能和機(jī)械性能)。 實(shí)驗(yàn)還考察了聚合物總濃度和添加劑等對(duì)膜性能的影響

4、。膜的純水通量隨著聚合物總濃度的增加而下降，截留率不斷上升，在聚合物濃度為15﹪～17﹪之間制備的膜可同時(shí)具有較高的水通量和截留率。不同添加劑對(duì)膜的影響大不相同，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知，低分子量的聚乙二醇可制備出截留率和水通量比較高的膜，且表現(xiàn)出相似的水通量和截留的變化規(guī)律。通過(guò)對(duì)各種添加劑的綜合考察還發(fā)現(xiàn)，鑄膜液體系中添加劑鄰近比為0.5～0.7時(shí)，制備的共混超濾膜具有較高的水通量和截留率。 實(shí)驗(yàn)考察了凝膠浴溫度，凝膠劑組成，停留蒸發(fā)時(shí)

5、間，停留蒸發(fā)溫度及濕度對(duì)膜性能的影響。結(jié)果表明隨著凝膠浴溫度的升高，凝膠劑組成中溶劑NMP含量的增加，膜的純水通量上升，截留率下降；隨著停留蒸發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，停留蒸發(fā)溫度的升高，膜的純水通量下降，截留率上升；隨著濕度的升高，膜的純水通量上升，截留率下降。 選取SPPESK/PPESK/PEI三者的共混體系，考察了SPPESK對(duì)膜性能的影響。結(jié)果表明，SPPESK的添加使膜的水通量增加，截留率略有下降。通過(guò)對(duì)添加劑的考察表明，隨著添