聚合物浓度及凝固浴条件对PES/PMMA共混超滤膜结构及性能的影响

探究不同聚合物浓度、外凝固浴温度、内凝固浴组成对干-湿相转化法所制备的聚醚砜(PES)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共混中空纤维超滤膜的结构和性能的影响。结果显示,PMMA的加入可以弱化PES膜的疏水性,提高膜的综合性能;总固含量增大,膜通量下降,截留率、拉伸强度增加;外凝固浴温度上升,膜通量增大,截留率、拉伸强度降低;随着芯液中N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)含量增大,膜截面结构由对称双指状孔结构向单排指状孔结构转化,膜通量先减后增,截留率先升后降,拉伸强度呈增大趋势。     

制备参数对聚醚砜/非织造布复合膜空气过滤性能的影响

聚醚砜(PES)是一种综合性能优良的聚合物成膜材料,熔喷非织造布具有良好的过滤效能并广泛应用于空气的过滤.聚醚砜/非织造布复合膜是以PES膜材、致孔剂聚乙烯吡络烷酮(PVP)和溶剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)作为铸膜液并涂覆在熔喷非织造布上,然后转移至凝固浴中成膜.通过控制铸膜液组分的不同比例、凝固浴温度和第一凝固...     

新型聚醚砜/磺化聚醚砜共混超滤膜制备方法的研究

基于自制的磺化聚醚砜(SPES)溶液,直接将SPES溶液与聚醚砜(PES)共混配制铸膜液,制备新型的聚醚砜/磺化聚醚砜(PES/SPES)共混超滤膜,简化了制膜过程.考察了铸膜液中PES与SPES总固含量、凝固浴温度、预蒸发时间和添加剂对PES/SPES共混膜结构与性能的影响.研究发现,随铸膜液温度的降低和铸膜液中酸含量的增加,铸膜液的比浓黏度增加;制备的共混膜断面为致密皮层和多孔支撑层组成的不对称结构;随铸膜液PES/SPES总固含量的增加,共混膜的水通量降低,截留率升高;随凝固浴温度升高和预放置时间延长,共混膜水通量增加,截留率降低;聚乙二醇200(PEG200)和丙酮的加入有利于改善膜性能,当加入量为2%时,共混膜的水通量都高于460L/(m~2·h),对PEG6000截留率都大于85%.     

高疏水表面的聚偏氟乙烯中空纤维膜制备方法研究

采用稀溶液相转化法制备出小粒径的聚偏氟乙烯(PVDF)粒子,然后通过超滤方法将其涂覆在PVDF基膜表面上,得到了高疏水性表面的PVDF疏水膜.初步考察了凝固浴组成和凝固浴温度等稀溶液相分离条件对PVDF粒子的形成以及疏水膜性能的影响.结果表明,通过稀溶液相转化方法可以在基膜表面构建微纳米结构,凝固浴组成对改性疏水膜的表面微纳米结构影响很大,以质量分数为60%DMAc水溶液为凝固浴条件下得到的疏水膜接触角最高,达到144.9°,较基膜的接触角80°显著提高;凝固浴组成对疏水膜的透气系数和透水压力也有影响,透水压力由0.24 MPa提升至0.28 MPa;凝固浴组成对改性后疏水膜的孔径没有明显影响;随着凝固浴温度的升高,接触角呈增大趋势.     

纳米纤维素原位植入改性聚醚砜超滤膜的性能研究

采用原位植入法将纳米纤维素(CNW)沉积到聚醚砜(PES)超滤膜的表面,研究凝固浴中不同纳米纤维素的浓度对聚醚砜超滤膜性能的影响,分别用扫描电子显微镜、接触角测定仪等对改性膜性能进行评价。结果表明,CNW能够良好的植入聚醚砜超滤膜表面,改变沉淀浴浓度可以获得不同CNW覆盖率的聚醚砜膜表面,改性膜断面和表面形貌也获得不同程度的改善。改性膜的亲水性随CNW浓度的提高而不断增强,当CNW浓度为0.4%(质量分数)时,此时膜拥有最大的纯水通量333 L/(m~2·h),未改性的纯膜只有192 L/(m~2·h)。膜蛋白抗污染实验中通量恢复率的结果表明,改性膜的抗污染能力明显提高。本研究为利用先进纳米材料制备高性能纳米复合膜提供了新的思路和方法。     

溶胶-凝胶法制备聚醚砜/TiO2杂化膜

采用溶胶-凝胶法制备聚醚砜-二氧化钛杂化膜,用TEM对铸膜液中二氧化钛分散程度进行表征,并用SEM及接触角仪对膜材料的表面及断面形态、膜材料的亲水性能进行表征.结果表明,当TiO2凝胶添加量(质量分数)达到4%时,表面明显分布有大量分布均匀的TiO2纳米粒子,其断面结构则表现为皮层变厚,亚孔层消失,只存在指状大孔结构,表现为水通量随之增大,改善了聚醚砜材料的疏水性,提高了膜的抗污染性.随着二氧化钛纳米粒子浓度的提高,由于纳米粒子的团聚现象导致其在聚合物基上不能分散均匀,当膜受到外力作用时引起膜内部应力集中,使膜力学性能下降.     

聚酰亚胺多孔膜的制备与介电性能研究

以均苯四甲酸二酐和4,4′-二氨基二苯醚为原料合成聚酰亚胺前体聚酰胺酸溶液,通过溶液诱导相分离和热酰亚胺化法制备聚酰亚胺多孔膜。结果表明,用该方法得到的聚酰亚胺多孔膜具有较好的热稳定性。SEM分析显示,在不同的凝胶浴组成、凝胶浴温度和挥发时间等制膜条件下,可得到不同孔结构的多孔膜。与指状孔膜相比,海绵状孔多孔膜具有较低的介电常数。当凝胶浴组成DMAc/H2O为20/80、凝固浴温度为25℃、挥发时间为20min时,多孔膜断面几乎完全由海绵状孔组成,介电常数为1.45。     

聚醚砜酮合金超滤膜的制备及表征

采用含二氮杂萘酮结构的磺化聚醚砜酮与聚醚砜酮共混的方法制备了一种新型荷电超滤膜.通过孔隙率、表面接触角、离子交换容量以及对达旦黄水溶液、聚乙二醇(PEG)6000水溶液分离性能的测试和扫描电镜对膜孔结构的观察,研究了合金膜中磺化聚醚砜酮含量对膜性能的影响规律.结果表明:当铸膜液中磺化聚醚砜酮含量从0增加到3%时,合金超滤膜水通量增大到491 L/(m2.h),对PEG6000的截留率可达86%.合金超滤膜具有高水通量、高截留率、亲水性好等特点.     

低温CF4等离子体改性亲水聚醚砜膜及其在直接接触式膜蒸馏中的应用

膜蒸馏是一种低能耗、高效率的海水淡化技术.文章借鉴了制备压力推动膜材料的思路,采用非对称、孔结构高度连通的亲水聚醚砜膜,通过CF4等离子体表面改性,将亲水膜改性为疏水膜材料,并应用于直接接触式膜蒸馏(DCMD)过程.对膜的结构,接触角和DCMD性能进行了表征.结果显示,改性后PES膜表面水接触角达120°.以4％ NaC1水溶液为原料,膜蒸馏中水通量达44 kg/(m2·h)(盐水温度72.6℃,冷水侧温度15℃),对盐的截留率达99.96％.实验表明,孔连通性较好的小孔径聚醚砜膜具有较好的膜蒸馏性能,可能成为具有商业用途的膜材料.     

制膜基底对高疏水PES膜成膜过程与性能的影响

以聚醚砜(PES)/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为铸膜液,以适当型号的耐水砂纸作为制膜基底,以正丙醇为凝固浴,制备了高疏水PES膜。讨论了不同制膜基底对PES膜成膜过程、膜结构和膜表面接触角的影响。粗糙基底的锚定作用延长了成膜时间,有利于粗糙表面的复制,这是提高PES膜表面接触角的主要原因;随着砂纸目数的增加,PES膜表面的接触角呈现先增大后减小的趋势;当砂纸目数为1000目,凝固浴为正丙醇时,制备的PES膜的疏水性较高(接触角为134.0°)。     

纺丝参数对PVC/PVB中空纤维膜性能的影响

采用干-湿相转化法制备聚氯乙烯(PVC)/聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中空纤维膜。考察了凝固浴组成、芯液流速、卷绕速度、入水距离等纺丝参数对中空纤维膜性能的影响。结果表明,通过外凝固浴中溶剂含量的改变,可以控制中空纤维膜的皮层结构;通过芯液流速和卷绕速度的改变,可以控制内径和壁厚;通过入水距离的改变,控制水通量和截留率。因此通过控制纺丝参数,可制备性能不同的PVC/PVB中空纤维膜。     

聚偏氟乙烯超疏水分离膜的制备

采用溶液涂覆-浸没相分离法对聚偏氟乙烯膜(PVDF)进行表面复合改性,制备了超疏水分离膜。初步考察了涂覆液中PVDF固含量和涂覆条件(浸泡时间、预蒸发时间、凝固浴组成和凝固浴温度)对复合膜疏水性能的影响。实验结果表明,当涂覆液中PVDF含量为1.88%(质量分数)时,膜丝有最大接触角136°;复合膜的接触角随浸泡时间的延长呈现先增大后减小的趋势,当浸泡时间为40s时,接触角最大,达到133°;在较短时间内(0～5s),预蒸发时间对复合膜的接触角影响不大;复合膜的接触角随着凝固浴中DMAc含量的增加而逐渐减小,随着凝固浴温度的增大而增大,当凝固浴温度为65℃时,膜表面的接触角增至153°。     

凝胶浴温度对PVDF膜的对称结构及晶型的调控

以聚偏氟乙烯(PVDF)为膜材料,通过浸没沉淀法制备得到开放性网络状对称结构的PVDF膜。分别考察不同凝固浴温度对膜结构和晶型的影响。结果表明,当温度较高时,溶剂与非溶剂的扩散传质速度也较快,有利于形成α晶型的PVDF晶体。温度较低时,成膜较慢,PVDF大分子在极性的凝胶浴中有足够的时间由非极性的α晶型扭转形成极性的β晶型。而β晶型的PVDF由于H、F均匀分布在碳链的两侧,分子呈极性,更有利于蛋白质的吸附。当磷酸三乙酯(TEP)凝胶浴温度为20℃,纯水凝胶浴温度为8℃时,所制备的膜以β晶型为主,蛋白吸附量高达160μg/cm2。     

An improved process for polyvinylidene fluoride membrane preparation by using a water soluble diluent via thermally induced phase separation technique

Polyvinylidene fluoride (PVDF) membranes without surface pores were prepared by using water soluble diluents, diethylene glycol monoethyl ether acetate (DCAC), via thermally induced phase separation (TIPS) technique. The effects of PVDF concentration, temperature of coagulant and DCAC concentration in coagulation bath on membrane structures and properties were studied. The antifouling property of membrane with or without surface pores was compared by humic acid (HA) solution and the recovery of DCAC in aqueous solution was investigated. Membranes were characterized by porosity, pure water flux and retention to bovine serum albumin (BSA). Membrane structures were inspected by SEM. The crystal forms of membranes were analyzed by FTIR and XRD. The results show that a compact skin layer and a support layer with spherulitic structure form when DCAC is diluent. Higher polymer concentration and higher coagulation temperature promote the formation of α phase crystal, while higher DCAC concentration in coagulation bath promotes the formation of β phase crystal. Membrane without surface pores has better antifouling property than the membrane with surface pores. Dichloromethane is the best extractant to recover DCAC in DCAC aqueous solution.     

粉体辐射接枝丙烯酸的聚偏氟乙烯超滤膜的制备

采用粉体辐射接枝丙烯酸的聚偏氟乙烯(PVDF-g-PAA)为材料,以浸没沉淀相转化法制备PVDF-g-PAA超滤膜,研究了接枝后材料溶解性能的变化、以及溶剂种类、聚合物浓度、添加剂种类及浓度、凝胶浴温度制膜参数对PVDF-g-PAA膜结构及性能的影响.结果表明:辐射接枝丙烯酸后,聚合物的溶度参数增大,同时聚合物的极性也增强.在溶剂影响的考察中,以二甲基甲酰胺(DMF)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂制备的PVDF-g-PAA膜表面致密,透过通量小,对牛血清蛋白(BSA)截留率高;而以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂制备的PVDF-g-PAA膜表面孔径较大,透过通量最大,对BSA截留率迅速下降;聚合物浓度的增加使得PVDF-g-PAA膜结构更加致密,纯水通量降低,截留率增加;随着添加剂PEG400浓度的增加,PVDF-g-PAA膜透过通量增加,膜的皮层多孔性增加,厚度增加,大孔发生的起始点向膜内部迁移;在考察的温度区间内(12～23℃),随着凝胶浴温度的升高,PVDF-g-PAA膜通量变大,截留率降低.     

凝固浴组分对双凝固浴法制备PVDF膜结构和性能的影响

在内外凝胶浴中添加不同含量的溶剂,采用双凝固浴法制备了PVDF/PVP/DMAc中空纤维膜.通过膜形貌扫描电镜( SEM)表征,纯水水通量和牛血清蛋白(BSA)截留率测试实验,分析评价了凝固浴中溶剂含量对PVDF中空纤维膜结构与性能的影响.结果表明,凝固浴中溶剂含量增大会导致皮层孔隙率增多,而对亚层结构的影响各不相同.膜的纯水渗透通量变化无明显规律性,但BSA截留率保持相对稳定.当内外凝固浴中溶剂体积分数分别为30％和70％时,膜内部大孔发育良好,亚层疏松多孔,水通量分别为270 L/(m2,h)和548 L/(m2·h),显示了良好的渗透性能.     

凝固浴条件对PU/PVDF共混膜结构与性能的影响

用浸没沉淀相转化法,制得聚氨酯(PU)/聚偏氟乙烯(PVDF)共混膜,研究了凝固浴条件对共混膜形貌及性能的影响.结果表明,凝固浴为5%N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)水溶液,膜中呈现海绵状孔结构;随凝固浴中乙醇或甘油含量的增多,孔结构向海绵状转变;乙醇或甘油的添加,使PVDF结晶在共混膜下表面与PU一起以界面孔的形式存...     

异形聚偏氟乙烯中空纤维膜的研制

利用特殊结构的纺丝喷头,通过溶液相转移法,研制具有异形结构如:一字形多芯、品字形多芯结构的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜.系统研究了纺丝入水距离、异形膜形状对膜形态结构与性能的影响.结果表明:随纺丝入水距离的增大,异形膜的超滤水通量、透气系数、膜蒸馏通量、抗压密系数、断裂强力及破裂压力减小;异形膜中品字形三芯中空纤维膜的断裂强力较单芯中空纤维膜有很大的提高,而且破裂压力和抗压密系数在异形膜中最大,纺丝成形稳定性最佳.     

凝固浴组成对PVDF-g-PACMO共聚物膜结构与抗污染性能的影响

采用亲水、无毒、生物相容性好、对蛋白质吸附有排斥作用的丙烯酰吗啉(ACMO)对聚偏氟乙烯(PVDF)本体进行亲水改性,研究了凝固浴中不同乙醇含量(乙醇:去离子水的质量比分别为0∶100,15∶85,30∶70,45∶55)对PVDFg-PACMO共聚物膜抗污染性能的影响。结果表明,随着凝固浴中乙醇含量的增加,膜断面孔结构向海绵状转变,膜平均孔径和孔隙率增大,纯水通量增加,牛血清蛋白(BSA)截留率降低,膜表面亲水性增加,抗污染性能提高。当凝固浴中乙醇质量分数为45%时,膜表面BSA的吸附量由115.4μg/cm2降至20.6μg/cm2,通量恢复率高达97.6%,总污染指数低至0.148。因此,通过改变凝固浴中乙醇的含量,能使PVDF-g-PACMO膜表面亲水性明显提高,制得了具有良好抗蛋白质污染能力的改性PVDF膜。