聚乙烯吡咯烷酮添加剂对聚醚砜制膜体系的影响

本文考察了不同ＰＶＰ／ＰＥＳ比率对ＰＥＳ／ＰＥＳ／ＰＶＰ／ＤＭＡｃ／Ｈ２Ｏ制膜体系热力学平衡关系、成膜动力学因子Ｄｅ以及膜分离性能的影响，揭示了亲水性聚合物添加剂ＰＶＰ在ＰＥＳ膜形成过程中所起的作用。结果表明：ＰＶＰ不是单纯的致孔剂，它改变了制膜液相平衡关系及浸入沉淀进非溶剂侵入速速度而延迟或促进相分离，从而影响了成膜的结构和分离性能。     

聚醚砜和磺化聚醚砜膜结构及性能研究

采用电镜和孔径分布测定仪对自制聚醚砜( PES)和磺化聚醚砜(SPES)膜进行表征,根据Darcy-Poiseuille定律研究PES膜和SPES膜过滤牛血清蛋白液(BSA)阻力分布情况.结果表明,PES膜孔径为0.22～0.27 μm,初始纯水通量为642 L·m-2·h-1,过滤质量浓度为1 g·L-1的BSA溶液时平衡通量为30.4～31.9 L·m-2· h-1; SPES膜孔径为5.2～11.1 nm,初始纯水通量为8.1 L·m-2·h-1,质量浓度为1 g·L-1的BSA时平衡通量为3.4～6.9 L· m-2·h-1.过滤时PES膜阻力主要集中在吸附和堵孔阻力,2者相加为总阻力的91.1％;而SPES膜阻力主要集中在膜本身的阻力,为总阻力的41.8％,其次为堵孔阻力,占总阻力的38.3％.经清洗后,PES膜的纯水通量可以恢复到82％,而SPES膜可以恢复到494％.     

聚醚砜-聚乙烯吡咯烷酮高温聚合物电解质膜及燃料电池堆性能研究

基于磷酸掺杂聚苯并咪唑膜（PA/PBI）的高温聚合物电解质膜燃料电池具有高的输出功率和优异的稳定性,然而PBI膜昂贵的价格和复杂的制备工艺限制了高温聚合物电解质膜燃料电池的商业化应用。本研究以成本低和制备工艺简单的聚醚砜-聚乙烯吡咯烷酮（PES-PVP）膜的商业化应用为目标,小规模制备了幅宽为40 cm的PES-PVP复合膜,证实了流延法放大制备PES-PVP复合膜的可行性。PES-PVP膜中每个PVP重复单元的吸附量达4.9个磷酸（PA）分子,且在180℃的质子电导率达85 mS·cm^-1。此外,尺寸为165 cm²的PA/PES-PVP高温膜电极在150℃的输出功率达0.19 W·cm^-2@0.6 V,与同尺寸的商业化PA/PBI高温膜电极的输出功率相当,并在近3000 h的寿命测试中展示出良好的稳定性。最后,将PA/PES-PVP高温膜电极（单片有效面积200 cm²）组装高温膜燃料电池短堆,其中基于3片膜电极的短堆展现出良好的电堆启停稳定性;基于20片膜电极电堆的峰值功率达1.15 kW。以上结果表明所制备的PA/PES-PVP是一种性能优良、价格便宜的高温聚合物电解质膜材料,并且基于该膜材料组装的高温聚合物电解质膜电池和电堆性能优异。本研究工作为高温聚合物电解质膜燃料电池关键材料和电堆的国产化提供了研究基础。     

添加剂对聚醚砜酮超滤膜结构和性能的影响

在杂萘联苯聚醚砜酮(PPESK)铸膜液中,分别添加磺化聚醚砜酮(SPPESK)、聚乙二醇(PEG)、有机小分子和无机盐添加剂,采用相转化法制备了聚醚砜酮超滤膜,并通过扫描电镜和超滤性能测试考察了不同添加剂对超滤膜结构和性能的影响。结果表明,SPPESK的加入提高了膜的亲水性和孔隙率,使膜的渗透性显著提高。有机高分子添加剂PEG的加入,使膜亚层指状孔结构向海绵状孔结构转变。改善了孔道的连通性,提高了膜的亲水性和孔隙率,使膜的纯水通量增加而截留率略有下降。含有羟基的醇类和酸类小分子添加剂有助于纯水通量的提高。无机盐添加剂起到成孔和增溶聚合物的作用。在保持截留率相对较高的条件下,LiCl和ZnCl2可以提高膜的纯水通量。FeCl2在成膜过程中发生水解氧化,部分铁均匀分布在膜三维空间中,与聚合物相互作用,改善膜的结构和性能。     

凝固浴质量分数对聚醚砜中空纤维膜结构和性能的影响

采用干喷湿纺法纺制成聚醚砜中空纤维膜,研究了凝固浴质量分数与PES中空纤维结构和性能之间的关系。结果表明：在凝固浴质量分数10％～40％的范围内,中空纤维膜的水通量先减少再增加;中空纤维的取向度则先增大后减小;膜表面孔的数量及孔径都有一个先减后增的现象。     

溶剂/非溶剂体系对聚醚砜微孔膜性能和结构的影响

以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,乙醇(EtOH)、异丙醇(IPA)、正丁醇(BuOH)、一缩二乙二醇(DegOH)、聚乙二醇400(PEG400)为非溶剂添加剂,研究了溶剂/非溶剂体系对聚醚砜(PES)膜的结构和性能的影响.改变铸膜液体系中的非溶剂含量对膜的结构和性能有很大影响,但是这种影响不是以非溶剂的绝对含量来衡量的,而取决于非溶剂/溶剂的比值.改变溶剂的组成和配比也改变了溶剂/非溶剂体系,体系的溶度参数越接近PES的溶度参数,与PES的相容性越好,但是膜的通量较小.实验结果表明,采用NMP(或DMAc)与DMF以适当比例混合作溶剂,比采用单一NMP(或DMAc)作为溶剂制得的膜通量要大.通过改变溶剂配比,可实现对膜的表面开孔率、孔径、断面结构等参数的微控.     

聚醚砜疏水膜的制备和性能表征

以质量分数15%的聚醚砜(PES)为膜材料,以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,分别以聚乙二醇(PEG400),无机小分子磷酸和有机小分子丙酮为添加剂,研究了添加剂种类及浓度对PES膜性能的影响。结果表明,同种添加剂,随PES分子量增大制得膜的孔隙率增大。不同添加剂,大分子PEG孔隙率随浓度先增大后减小,而磷酸随浓度变化不显著,由接触角测定,发现正面亲水性明显强于反面,抗污染性优于反面。     

添加剂对聚醚砜/纳米纤维素超滤膜性能的影响

以聚醚砜(PES)和纳米纤维素(CNW)为原料,采用浸没沉淀相转化法制备聚醚砜/纳米纤维素复合超滤膜,考察了不同分子量的聚乙二醇(PEG)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂对复合超滤膜的过滤性能、亲水性能、微观形貌及抗污染性能的影响。结果表明,随着添加剂相对分子质量的增加,复合膜的过滤性性能、亲水性能和抗污染性能呈现不断提高的趋势。相比于添加PVP,添加PEG的复合超滤膜具有更好的综合性能。     

凝固条件对聚醚砜膜结构与性能的影响

聚醚砜膜的一个重要应用方向是血液透析。用于人体的血液透析的聚醚砜膜要求对有毒物质如肌酐和尿素去除率要高,同时水透过量不要太大(以免造成病人脱水现象)又不要太低(以免影响救治效率)。单凝固浴法制成的膜或者去除率很高,但同时水通量也很高(即时相分离),或去除率不高,水通量也不大(推迟相分离)。双凝固浴(dual-bath coag-ulation method)成膜方法可以很好地解决这一难题。     

聚醚砜纤维及织物性能研究

将聚醚砜(PES)进行熔融纺丝,制得PES纤维,并织成布样,对纤维及其织物的性能进行了研究。结果表明:PES纤维的力学性能不稳定,放置一定时间,其强度下降,需经140℃高温热定型加以改善。纤维回潮率为2．33%;织物极限氧指数为26．9%,紫外吸光度低于1．6,体积比电阻为8．13×10~(13)Ω·cm,摩擦静电压为7 272 V,1 min后衰减电压为5 519 V。     

聚醚砜膜原位清洗方法的实验研究

实验对已污染的聚醚砜膜进行了清洗的研究,并通过测量各种清洗剂清洗后膜水通量的恢复,确定适宜的清洗剂、清洗时间、清洗液浓度和操作压力,选择出最佳的清洗方案,取得较好的清洗效果。通过研究表明:被污染的聚醚砜膜用混合清洗剂清洗恢复率可达到85%,效果要明显优于单一的清洗方法。     

磺化聚醚醚酮共混膜的制备及其特性的研究

通过溶液共混的方法,以磺化聚醚醚酮(SPEEK)和聚醚砜(PES)为原料,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,制备了一系列不同比例的SPEEK与PES的共混膜,并研究了膜的组成对膜的吸水率、电导率、甲醇渗透系数的影响,与目前所使用的Nafion117膜相比,这种共混膜既可以提高阻醇性能,同时又具有一定的电导率。     

全钒液流电池用SPEEK／PES共混膜的制备

通过将PES掺入高磺化度的SPEEK进行共混改性,采用流延法制备了一系列不同PES含量的SPEEK／PES共混膜,获得了SPEEK／PES共混膜的离子交换容、含水率、质子电导率等参数,特别测定了在全钒液流电池工作条件下钒（IV）离子渗透率。综合考察发现,当磺化温度为45℃,磺化时间控制为4h,得到SPEEK的DS为55％,掺入10％的PES,此时共混膜的电导率为0．08S／cm,钒（IV）离子渗透率为0．38×10^-6cm2／min,对钒（IV）离子选择性为Nation膜的5倍,含水率为35％,共混膜综合性能最好,基本满足全钒液流电池（VRB）的使用需求。     

聚酯型聚氨酯膜的溶胀性能及膜分离性能研究

研究通过两步法反应,制备了一系列聚酯型聚氨酯（包括环糊精嵌段）,并采用红外,热分析等手段对其结构与性能进行了表征,并且考察了链段中的环糊精对膜溶胀性能的影响以及膜对不同混合物体系的分离性能。结果表明,链段中含环糊精的膜在有机混合物中有较大的溶胀度,聚酯型聚氨酯对于苯-环己烷和水-乙醇体系均有较好的分离性能。     

添加剂对高铝瓷烧结性质和力学性能的影响

研究滑石、TiO2添加剂对以CaO-Al2O3-SiO2系为基础的高铝瓷的烧结特性和力学性能的影响。研究发现：在高铝瓷中添加剂的作用机理不同于它们在纯氧化铝烧结中的,添加剂的作用大小取决于它们的表面张力。烧结中的粗大气孔、裂纹、粗大晶粒、玻璃相等形成了瓷体的断裂源,降低了强度。     

The effect of heat-treatment on the ultrafiltration performance of polyethersulfone (PES) hollow-fiber membranes

Polyethersulfone (PES) hollow-fiber membranes were prepared by the dry-wet spinning method and then heated in an oven at different temperatures to investigate the effect of heat-treatment on their ultrafiltration performance. It was found that the hollow-fiber membranes shrank by heat treatment, as evidenced by a decrease in flux and an increase in solute separation, although there was no visible change in the hollow-fiber dimension. The best results were obtained when the hollow fibers were heated at 150°C. A further investigation was made on the effect of the heating period, while the temperature was fixed to 150°C. It was found that the best combination of the temperature and the heating period was 150°C and 5 min.     

PAN-g-SiO_2聚合物的制备及PAN-g-SiO_2/PES超滤膜亲水性研究

通过纳米SiO2颗粒表面的-OH在硝酸铈铵作用下形成自由基引发聚丙烯腈(PAN)水解后在其分子主链上产生成的-C=C-进行自由基接枝反应,制备了不同粒径纳米SiO2接枝丙烯腈聚合物(PAN-g-SiO),IR2和EDS分析表明纳米SiO2接枝在PAN分子链上。进一步研究了PAN-g-SiO2对PES超滤膜亲水性的影响。静态接触角实验和纯水通量实验结果表明,PAN-g-SiO2聚合物的加入明显地降低了PES超滤膜的亲水角,提高了水通量。     

添加剂对熔纺氨纶结构与性能的影响

基于添加剂与聚氨酯之间的化学与物理作用,选择了合适的聚合物和无机纳米颗粒等添加剂,研究了这些添加剂对熔纺氨纶制备及其对氨纶丝的微观结构和力学等物理性能的影响。研究结果表明:增塑剂S改善了氨纶的结晶特性,进而改善力学性能与热稳定性;添加剂的并用在一定程度上可改善氨纶丝弹性与耐疲劳性。     

几种添加剂对模型石膏性能的影响

研究了N型减水剂、硅溶胶等添加剂对模型石膏凝结时间、强度、吸水率、溶蚀率等性能的影响,并确定了有关性能与添加量之间的关系,得出了最佳添加量。     

添加剂对氧化物陶瓷性能的影响

讨论了添加剂对Al2O3陶瓷，BeO陶瓷，ZrO2陶瓷和ZTA陶瓷性能的影响，分析了添加剂对氧化陶瓷的烧结性能和添加剂对ZrO2增韧Al2O3陶瓷（ZTA）的性能的影响机制。