PVC/PAN 共混超滤膜的研究 Ⅰ.PVC 与 PAN 相容性对共混超滤膜结构与性能的影响

在增混剂用量固定情况下,PVC 与PAN 的共混比直接影响其相容性。而相容性主要对PVC/PAN 共混超滤膜的表层孔径产生影响。相容性较好时,表层孔径极小,膜呈明显的不对称性,截留率高,但透水率较低,反之亦然。可见,通过对两种高聚物相容性的调整,有可能在一定范围内实现对超滤膜平均孔径的控制,尤其对制备技术难度较大的大孔径超滤膜可期有实用价值。     

凝胶浴条件对PVDF/CaCO3共混中空纤维膜性能和结构的影响

采用干-湿相转化法制备了PVDF/CaCO3共混中空纤维膜,考察了芯液组成和外凝胶浴温度对共混膜结构和性能的影响。结果表明,随芯液中酸含量增加,膜纯水通量迅速升高,BSA截留率略有下降;膜拉伸强度下降,断裂伸长率增加。SEM图显示,膜断面指状孔的数量增多、支撑层厚度变薄、膜亚层海绵孔增加;相应孔隙率升高,而泡点压力略微下降。当外凝胶浴温度较高时,膜支撑层和外皮层较为致密,导致膜纯水通量明显下降,同时BSA截留率在80℃高温外凝胶浴时,由于膜外皮层上出现少量大孔结构,而迅速下降为62.55%。     

微纳纤维素与聚砜共混体系相容性的研究

通过微纳纤维素一聚砜制膜液的水通量、截留率、黏度的测定、相分离结构分析及凝胶特性分析等,研究其共混体系的相容性.研究结果表明,一定共混比例下,微纳纤维素在聚砜制膜液中分散均匀,黏度曲线呈非线性,该共混体系为部分相容体系.当聚砜质量分数18%,添加剂为PVP K30,添加质量分数为0.3%,蒸发时间为10 s,凝胶浴为水的制膜条件下,微纳纤维素质量分数为5.%时,复合超滤膜水通量最高可达235.27 L/(m²·h),截留率达95.35%.随着凝胶浴温度升高,复合超滤膜膜孔的梯度变好.     

PVC/PAN共混超滤膜的研究 Ⅱ.铸膜液组成对膜结构与性能的影响

实验表明,铸膜液浓度、PVC 分子量及其分布主要是通过它们对膜孔大小的影响来影响膜的性能。铸膜液浓度提高,膜孔缩小,截留率提高而透水率下降。这种影响在铸膜液百分浓度低于15%时尤为明显。分子量的均一则有利于膜孔的均一。聚乙二醇因其具有较多的羟基,当被添加到PVC/PAN 共混铸膜液中时,既起交联剂的作用,又起溶胀剂的作用,前者有利三维聚合物网络的形成而提高截留率,后者有利提高开放形孔所占的比例而增大透水率。     

聚丙烯腈/聚砜共混膜的制备及其结构表征

采用粘度法和红外光谱法研究聚丙烯腈(PAN)/聚砜(PS)的相容性,研究聚合物组成,共混物浓度,添加剂,凝胶浴等对PAN/PS共混膜的水通量和截留率的影响.采用扫描电镜分析PAN/PS共混膜的显微结构.结果表明:PAN/PS共混膜与PAN膜具有相似的化学稳定性,但较PAN膜具有更好的分离和透过特性.     

新型聚芳醚腈酮中空纤维超滤膜的研究

以含二氮杂萘酮结构聚芳醚腈酮(PPENK)为膜材料,N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为溶剂,采用干-湿相转化法制备了中空纤维超滤膜.考察了聚合物浓度、添加剂含量以及纺丝过程中空气间隙、凝胶浴温度和纤维壁厚对膜结构及性能的影响.结果表明,当聚合物浓度为13%,添加剂EgOH含量α=0.9时,膜通量可达770 L·m-2·h-1,对BSA的截留率在90%以上;增大空气间隙可使膜的截留性能提高,但膜通量有所下降,最佳空气间隙为5～8cm;凝胶浴温度的升高增大了膜的通量,截留率下降幅度不大,凝胶浴温度宜控制在21～25℃范围内;纤维壁厚在0.15～0.18 mm时膜性能最佳.     

凝胶相转化温度和空气预蒸发时间对PVDF超滤膜性能及结构的影响

利用非溶剂相转化法(NIPS),以聚偏氟乙烯(PVDF)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/N,N-二甲基乙酰胺( DMAC)为铸膜液体系,水为凝固浴制备了大通量超滤膜.考察了铸膜液温度、凝胶浴温度、空气预蒸发时间等条件对超滤膜性能与结构的影响.研究结果显示,随着铸膜液和凝胶浴温度的提高,膜纯水通量增大,强度增强,截留率降低,膜的第一泡点压力减小,膜的孔隙率随铸膜液温度升高而增大,随凝胶浴温度升高先增大后减小,膜断面指状孔发育较为通透,海绵层致密.延长铸膜液在空气预蒸发时间,膜的第一泡点压力和孔隙率降低,超滤膜截留率提高,通量和强度变化不大.     

凝胶成份对PVDF/PVP中空纤维超滤膜结构与性能的影响

采用干-湿相转化法制备PVDF/PVP共混中空纤维超滤膜,通过改变内外凝胶浴组成控制膜的结构和性能,使用扫描电镜对不同凝胶条件下膜的微观形貌和结构进行了表征,以纯水通量和BSA截留率评价膜性能.结果表明,芯液中溶剂质量分数由10％升高至50％会使膜孔收缩,膜通量下降;芯液中甘油质量分数由10％升至30％后能使膜形成大孔结构,使通量增大.凝胶浴中溶剂质量分数高于40％,会使聚合物溶解,但加入质量分数1％的醋酸能降低高浓度溶剂的溶解作用,使通量升高.     

聚醚砜超滤膜的研制

本文以新型工程塑料聚醚砜为原料,制备出了聚醚砜超滤膜。此种膜对10万分子量的聚乙烯醇截留率可达95％以上,透水率可达2.5ml/(cm~2·h)以上。对膜的制备条件,如原料配比、制膜液的浓度、环境温度和蒸发时间、凝固浴的温度和浓度等进行了较详细地研究。     

纺丝条件对PVDF/PVP共混中空纤维膜性能的影响

采用干-湿法纺丝工艺制备PVDF/PVP共混中空纤维膜,利用红外分析技术和广角粉末衍射表征了膜组成和结晶性质,考察了液膜空气蒸发时间、铸膜液脱泡时间、拉伸速度、芯液温度等纺丝条件对膜的纯水通量、截留率、拉伸强度、断裂伸长率等性能的影响.结果表明,随芯液温度提高,膜纯水通量和截留率变化不大,但能显著提高拉伸强度和断裂伸长率;随着铸膜液脱泡时间和液膜在空气中蒸发时间的延长,膜纯水通量下降,截留率升高,拉伸强度和断裂伸长率增大;拉伸速度与膜拉伸强度和断裂伸长率呈正相关,在3.28 m·min-1时的膜纯水通量和截留率表现最佳.试验条件下得出的最优纺丝条件为:芯液温度60℃,静置脱泡48 h,蒸发时间2s,拉伸速度3.28 m· min-1.     

PVPK30和Tween80对中空纤维超滤膜结构和性能的影响

通过考察添加剂-聚乙烯吡咯烷酮（PVPK30）和Tween80对杂萘联苯聚醚砜酮（PPESK）中空纤维超滤膜结构和分离性能的影响，发现：随高分子添加剂聚乙烯吡咯烷酮K30浓度的升高，膜水通量减小，截留率基本无变化，膜结构逐渐由指状结构转变成海绵状结构。有机大分子添加剂Tween80可以提高膜的水通量，但膜结构不随添加剂浓度而改变，均为指状结构。当Tween80浓度小于5wt％时，随Tween80浓度的增加，膜水通量升高，截留率下降。比较不同凝胶浴温度下的膜分离性能可以看到，凝胶浴温度提高可以显著提升膜的纯水通量。     

凝固浴组成对SMA/CPVC共混超滤膜的结构与性能影响

通过非溶剂致相分离（NIPS）法制备了苯乙烯-马来酸酐共聚物（SMA）/氯化聚氯乙烯（CPVC）共混超滤膜,探讨了凝固浴中不同溶剂（DMAc）含量对其超滤膜表面酸酐基团偏析程度、微观结构、亲水性、水通量、截留率和抗污染的影响。结果表明：凝固浴中溶剂含量的增加抑制了酸酐基团向膜表面的偏析,导致亲水性减弱;同时,铸膜液中溶剂与水分子之间扩散速率的变小引起延迟分相,使得膜表面孔径变小和分布变窄。当溶剂质量分数为3%时,超滤膜对牛血清白蛋白（BSA）截留率提升至98.10%、通量恢复率为96.82%,且不可逆污染率降为3.77%,表明凝固浴中适量的溶剂可进一步提高超滤膜抗污染性能。     

聚偏氟乙烯有机膜的共混改性及性能研究

将聚偏氟乙烯和高分子聚合物共混,通过溶胶-凝胶相转化法研制综合性能良好的微孔膜,考察了铸膜液浓度、PVDF与共混添加剂的配比、凝胶浴温度、溶剂挥发时间和酸、碱、氧化处理对共混膜性能的影响.结果表明,随着铸膜液中聚合物总含量、膜液的黏度增加,纯水通量总体呈下降趋势,孔隙率先增加后减小,最后趋近平衡;随着共混添加剂在铸膜液中相对含量的增加,纯水通量先增加后减小,孔隙率可得到有效提高,平均孔径变化不大;凝胶浴温度对纯水通量没有较大影响;延长溶剂的挥发时间,使平均孔径减小;找到合适的共混添加剂并选择适当的膜液组成,能够使共混改性膜的纯水通量、孔隙率、抗酸、碱、氧化性能较改性前得到有效提高.其中纯水通量较改性前提高10％左右,孔隙率提高15％左右,说明共混化是一种改善PVDF膜性能的有效方法,具有极好的实用开发价值.     

PVC/PU共混超滤膜性能研究

PVC膜对糖类化合物有较强的排斥力,但其亲水性差,而聚氨酯有较强的亲水性,本课题研究聚氯乙烯(PVC)与聚氨酯(PU)的共混膜,探讨相转化法制备PVC/PU共混超滤膜的性能。实验结果表明,当聚合物浓度为16%,PVC/PU以8/2(质量分数)共混时,可制的水通量、截留率较好的多孔膜。     

碳纳米管-聚偏氟乙烯共混超滤膜的制备及性能研究

采用硫酸、硝酸混酸改性多壁碳纳米管(MWNTs),将改性的MWNTs分散于1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中,再与聚偏氟乙烯(PVDF)的NMP溶液混合,采用浸没相转化法制备MWNTs-PVDF复合超滤膜,考察了制膜条件对膜结构和性能的影响。结果表明,当铸膜液中MWNTs的质量分数到达0.09%、凝胶浴温度达到30℃时,纯水通量最大;随着预蒸发时间的延长,纯水通量下降;铸膜液溶解温度在40～80℃时,所制膜的纯水通量也随溶解温度的升高而增加。     

聚丙烯腈超滤膜的制备

为了得到高性能的超滤膜,采用相转化法,以聚丙烯腈(PAN)为原料,N-甲基-吡咯烷酮(NMP)为溶剂,制备了聚丙烯腈超滤膜.采用纯水通量以及膜对牛血清蛋白(BSA)的截留率作为评价标准,并使用扫描电镜对膜结构进行表征.研究了聚合物质量分数、添加剂种类、凝胶浴温度、凝胶浴种类对膜性能的影响.研究发现:在一定范围内提高聚合...     

低截留分子质量新型聚芳醚腈酮超滤膜的研制

以新型聚芳醚腈酮为膜材料 ,以N -甲基 - 2 -吡咯烷酮 (NMP)为溶剂 ,研究了聚合物浓度、添加剂种类及含量、凝胶浴温度等对超滤膜性能的影响。结果表明 ,聚合物质量分数以 1 2 %～ 1 3 %为合适的制膜浓度 ,以聚乙二醇PEG - 4 0 0为添加剂时获得了高截留率和高水通量的超滤膜。随着凝胶浴温度的升高 ,水通量明显增大 ,而截留率有所下降 ,而共聚物的浓度增加则有相反的效果。制得的超滤膜具有较低的截留分子量 (PEG- 2 0 0 0 ) ,将制得的超滤膜用于达旦黄、黄X-G等染料的分离 ,截留率均达 90 %以上     

聚砜-纤维素复合超滤膜材料的制备与表征

以聚砜为原材料,通过向铸膜液中混入纤维素微纳晶体,采用浸没沉淀相转化工艺制备了纤维素填充聚砜基复合超滤膜材料。通过正交试验分析了各因素对产品性能的影响并得出了制备复合超滤膜的最优条件:当聚砜质量分数为18%,添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP K30)为0.3%,纤维素微纳晶体加入量为聚砜质量的15%,空气中溶剂蒸发时间为10s,然后在凝胶浴水中凝胶成形。并测定复合超滤膜的水通量、截留率、平均孔径、孔隙率、强度等一系列性能,膜的水通量为152.72L/(m²·h),截留率为93.98%,孔隙率为63.22%,平均孔径为46.03nm,膜具有良好的综合性能。     

凝固浴处理对聚氨基葡糖超滤膜分离性能的影响

采用凝固浴凝胶工艺处理聚氨基葡糖超滤膜，实验结果表明，经凝固浴处理后，聚氨基葡糖超滤膜对酸性红B溶液的截留率提高了83.7%；凝固浴的温度、凝固剂的浓度、凝固时间等参数对聚氨基葡糖超滤膜的截留率、渗透通量和孔结构均有一定的影响，选择适当的处理条件可提高膜的分离效率.     

聚砜中空纤维超滤膜制备及性能

以聚砜(PSU)为成膜聚合物,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为成孔添加剂,二甲基乙酰胺为溶剂,采用干–湿法纺丝工艺和浸没沉淀相转化法制备了PSU中空纤维膜,研究了添加剂含量、凝固浴温度、干纺程对中空纤维膜结构与性能的影响。结果表明,随着添加剂PVP含量的增大,在PSU中空纤维膜表皮层形成贯通膜孔,皮层变薄,孔径变大,指状孔发达,水通量提高,截留率下降;凝固浴温度升高对膜水通量起到一定的抑制作用,凝固浴温度为30℃时,制得的膜具有较高的水通量和卵清蛋白截留率,以及较高的孔隙率;干纺程的大小对膜性能有重要影响,当干纺程为11 cm时,膜纯水通量为200 L/(m~2·h),截留率为90%,综合性能较好。