CA/PSf共混超滤膜的制备及性能研究

以聚砜(PSf)为基膜材料,醋酸纤维素(CA)为共混膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,去离子水为凝固浴,采用非溶剂致相分离法(NIPS法)制备CA/PSf共混平板超滤膜.综合考察了共混膜有机物溶出量,铸膜液聚合物浓度和共混比以及不同凝固浴组成对膜结构、水通量、水接触角、孔隙率、蛋白质截留率的影响.结果表明:相对于传统的以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为添加剂的共混膜,使用CA作为添加剂,共混膜有机物溶出量大幅降低.随着CA含量的增加,共混膜孔隙率逐渐增大,亲水性增加.另外,随着凝胶浴中溶剂含量的增大,共混膜纯水通量不断降低,BSA截留率逐渐升高,膜形态结构变得更加致密.     

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.     

聚乙烯醇缩丁醛超滤膜的制备

用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)作为本体高分子材料,用浸没沉淀相转化法制备PVB不对称超滤膜;扫描电镜照片显示所制膜的超滤结构.研究了PVB本体浓度、制膜间隙、凝胶浴温度以及乙酸添加剂等因素对PVB不对称超滤膜性能的影响;比较了乙酸及聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)作为添加剂对大孔径PVB超滤膜皮层结构的影响.当PVB本体浓度为12%时,膜的纯水通量及牛血清白蛋白(BSA)溶液通量分别为876.4 L/(m2.h)和89.8 L/(m2.h),此时膜对BSA的截留率为96.8%;PVB膜纯水通量随着制膜间隙的增加及凝胶浴温度的上升而降低;乙酸及PVP的添加均提高了PVB超滤膜的纯水通量,通量增加幅度分别为136%和171%.     

制膜工艺条件对PVC/SPES共混膜性能的影响

采用溶剂-非溶剂扩散致相分离的方法,在不同制膜条件下(铸膜液聚合物含量、铸膜液温度、凝胶浴温度和凝胶浴组成)制备了PVC/SPES共混膜,并对膜的纯水通量、截留率、断裂强度、耐污染性能和膜的断面结构等性能进行了测试,从而探讨制膜工艺条件对PVC/SPES共混膜微观结构及性能的影响.通过对不同聚合物含量的共混膜的纯水通量、截留率、机械性能和耐污染性能测试比较,得到PVC/SPES共混膜的最佳制膜条件:聚合物质量分数为16％,铸膜液温度为70℃,凝胶浴温度为20℃,凝胶浴为纯水.     

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.     

PVDF超滤膜的制备影响因素研究

采用浸没沉淀相转化法制备了纯聚偏氟乙烯(PVDF)平板超滤膜,并对制膜条件进行了讨论,通过对膜的纯水通量、牛血清白蛋白溶液通量和截留率的测试来考察PVDF超滤膜的性能。结果表明:溶剂种类,聚合物浓度,致孔剂浓度,凝固浴的组成和温度,预蒸发时间,刮膜速度及刮膜厚度等因素对膜的制备均有较大影响。     

逆向热致相分离法聚醚砜/磺化聚砜平板膜的制备及性能

采用逆向热致相分离(RTIPS)法制备亲水性聚醚砜(PES)/磺化聚砜(SPSF)平板膜。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、纯水通量、牛血清蛋白(BSA)截留率、水接触角和长期运行测试研究了SPSF含量和不同凝胶浴温度对PES/SPSF平板膜性能和结构的影响。结果表明,SPSF和PES可以成功混合。非溶剂致相分离(NIPS)法制备的PES/SPSF平板膜呈致密皮层和指状截面结构,而RTIPS法制备的PES/SPSF膜具有均匀多孔表面和海绵状结构。RTIPS法PES/SPSF膜的纯水通量和BSA截留率均高于NIPS法。静态水接触角随SPSF的增加而减小。RTIPS法PES/SPSF膜在2%SPSF时获得最佳渗透性能,其纯水通量和BSA截留率分别为967 L/(m~2·h)和79%。     

PAN/PS共混超滤膜的制备及性能研究

采用共混法制备聚丙烯腈(PAN)/聚砜(PS)超滤膜,以聚丙烯腈作为第一组分(连续相),聚砜为第二组分(分散相),用相转化法流延成膜;研究共混比、聚合物浓度、添加剂、凝胶浴等对共混膜水通量和截留率的影响,并采用扫描电镜对膜的结构形态进行了观察。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膜具有更好的分离透过性。     

第一外凝胶剂对PVDF-PFSA中空纤维共混膜结构的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)与全氟磺酸(PFSA)为共混材料,采用双外凝胶剂法制备了PVDF-PFSA中空纤维共混膜,考察了第一外凝胶剂中乙醇浓度及长度对膜结构的影响。实验结果表明,乙醇的质量分数从30%增加到90%,膜断面指状孔与海绵状结构中网络状部分逐渐减少,外皮层逐渐消失,纯水通量明显上升,牛血清截留率下降;乙醇水溶液质量分数为70%时,膜断面均为海绵状结构,牛血清截留率低,在8.0%左右基本保持不变;随第一外凝胶剂长度增加(5cm～25cm),纯水通量增加,断面海绵状结构中网络状部分逐渐减少,呈现趋于圆整的颗粒状结构。     

聚乙烯吡咯烷酮含量对聚偏氟乙烯/聚醚砜共混膜性能和结构的影响

采用二甲基乙酰胺为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP K90)为致孔性添加荆,研究了PVP的浓度对聚偏氟乙烯/聚醚砜(PVDF/PES)共混膜的收缩率、纯水通量、牛血清蛋白(BSA)截留率和膜结构的影响.在PVP含量为5%时,共混膜的收缩率最低,水通量取得极大值,截留率有一极小值.     

活性炭填充对聚砜超滤膜性能的影响

采用相转化法制备聚砜(PSF)超滤膜,通过正交实验确定了较优的制膜条件,并用活性炭填充制备了共混的聚砜超滤膜,考察了活性炭加入量对膜的水通量、牛血清白蛋白(BSA)截留率及孔隙率的影响,以及操作条件对填充膜性能的影响。结果表明,最优化制膜条件为:添加剂聚乙二醇(PEG-400)含量为8%,蒸发时间为60s,纯水作为凝固浴,在此条件下制得的膜水通量达到212.6L/(m2.h),BSA截留率为84.1%。活性炭填充对膜水通量和截留率有明显影响,在活性炭含量为0.5%～1.5%时,膜通量随操作压力增大而增大,而截留率变化不大。     

PVDF/PVA共混膜的研究

采用湿法相转化法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/聚乙烯醇(PVA)共混膜,研究了PVDF/PVA共混体系的相容性,并讨论了PVDF/PVA共混比、固含量、添加剂浓度、凝固条件与后处理对膜结构及性能的影响.结果表明,PVDF/PVA为不相容体系,在成膜过程中产生界面微孔;随PVA含量增加,PVDF/PVA共混膜水通量先增大后减小,在PVDF/PVA为8/2时呈较大值,截留率变化趋势则相反;PVA的存在明显改善了PVDF/PVA共混膜的亲水性,表现为随其含量增加共混膜接触角明显减小;随固含量增加,膜厚度增加,孔隙率降低,水通量减小,截留率升高;添加剂PEG600浓度为6%时,孔隙率高,水通量大,但截留率低;凝固浴种类直接影响膜结构及性能;热处理可完善膜结构从而获得性能更优的膜.选择适当的铸膜条件可制成较好的膜产品,而且共混膜通量明显大于各组分通量的加权,表明共混是一种改善PVDF膜性能的有效方法.     

聚偏氟乙烯中空纤维医用膜的研制

利用非溶剂相转化法,制备不同聚偏氟乙烯(PVDF)改性膜.研究PVDF与聚乙二醇(PEG)-400固含量对膜性能的影响,并将PVDF改性膜与市售血液透析膜F60S的性能进行了对比分析.结果表明,随着PVDF固含量的增加,膜分离孔径和纯水通量逐渐减小,BSA截留率和机械性能提高;随着PEG-400固含量的增加,膜分离孔径先减小后增大,BSA截留率先增加后减小,纯水通量逐渐提高,机械性能下降.PVDF/PEG膜分离孔径与纯水通量比F60S膜略低,BSA截留率、机械性能、血液相容性与F60S膜相比均具优势.     

PSf/PPESK共混超滤膜制备及性能研究

将聚砜(PSf)和聚醚砜酮(PPESK)按比例共混,采用L-S相转化法制备超滤膜,考察共混比、固含量、添加剂等对膜水通量和截留率的影响.实验结果表明:当聚合物的固含量为12%,PSf/PPESK共混比为7/3,NMP作溶剂,PEG4000作添加剂,凝胶浴温度50℃,挥发时间为10 s时,所制得的PSf/PPESK共混膜性能较好,其水通量为1 930 L/(m2.h),对牛血清蛋白的截留率为58.2%.     

纳米纤维素及凝胶浴对复合膜结构和性能调控的研究

采用浸没沉淀相转化法制备纳米纤维素(NCC)/聚砜(PSF)复合膜材料。考察了不同浓度(10%、30%、50%)乙醇凝胶浴及NCC添加量对膜结构和性能的影响机制。通过扫描电子显微镜(SEM)观察了复合膜材料断面和皮层的孔结构,发现凝胶浴中乙醇浓度的增加使得聚砜膜逐渐由非对称膜向对称膜转变。NCC的添加使膜表面自由能下降,不同浓度的乙醇凝胶浴和NCC添加量对复合膜的机械性能、截留率、孔隙率和纯水通量等性能有很大的调控作用。     

PSf/SPES共混相容性及其对膜形态结构和性能的影响规律

针对聚砜(PSf)和磺化聚醚砜(SPES)聚合物共混体系相容性,首先通过混合焓法计算预测并用差示扫描量热法(DSC)进行了分析.结果表明,二者为部分相容体系,且相容性随共混比的增大呈下降趋势.此外,以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,采用浸没沉淀相转化法制备出PSf/SPES共混平板超滤膜,系统研究了共混相容性对膜形态结构及性能的影响规律.结果表明,当PSf/SPES共混比小于90/10(质量比)时,聚合物共混具有较好的相容性,所制备共混膜的断面为梯度分布的海绵网络孔结构,且亲水性、表面孔孔径、孔隙率和纯水通量等均随着共混比的增大而增大.其中,当PSf/SPES=92/8时,膜的纯水通量达到1 397L/(m2·h),对牛血清蛋白(BSA)截留率为85%.随着PSf/SPES共混比进一步增加,共混体系相容性变差,膜的断面出现指状孔结构,BSA截留率显著下降.     

新型聚芳醚酰胺超滤膜的结构与性能研究

以杂萘联苯聚芳醚酰胺(PPEA)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂通过相转化法制备超滤膜.研究了PPEA浓度、添加剂种类和用量对膜结构和性能的影响.结果表明,PPEA浓度提高,膜孔结构由宽的指状孔向海绵孔转变,膜表层致密化,膜的水通量降低而截留率提高;添加剂乙二醇甲醚(EG-ME)含量增加,膜孔结构趋于疏松,通量上升,截留率先有增加后下降;添加剂乙醚则使膜表面更致密.EGME含量10%时,膜的通量达到480L/(m2·h)左右,对聚乙二醇(PEG)10000截留率约93%;乙醚含量10%时,对PEG6000的截留率达到100%,而通量降低至56L/(mg·h)左右.     

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。     

PEG的分子量和浓度对PES中空纤维膜结构和性能的影响

探究添加剂聚乙二醇(PEG)的不同分子量及浓度对于干-湿相转化法制备的聚醚砜(PES)中空纤维超滤膜结构和性能的影响。结果显示,随着PEG分子量由600增大到20 000,膜通量先增后减,在PEG分子量为6 000时最大,为177.41 L/(h·m2);截留率、拉伸强度则均逐渐下降。随着PEG-6 000浓度由4%增大到10%,膜通量逐渐上升,截留率、拉伸强度逐渐下降。     

添加剂聚乙二醇对壳聚糖超滤膜结构和性能的影响

以不同分子量和用量的聚乙二醇(PEG)作为壳聚糖(CS)超滤膜的添加剂,测定膜在不同进水压力下的渗透通量和截留率,同时对膜表面进行电镜扫描观察,探讨了PEG对CS膜性能和结构的影响规律.结果表明,PEG分子量(M)和含量(C)均能显著影响膜表面的微观形态,随着M和C增加,膜表面的粗糙程度逐渐增强,颗粒状结构越来越明显,颗粒粒径和微孔尺度也不断增大,膜性能表现为渗水通量逐渐增大和对BSA的截留率不断减小.当PEG分子量达到1 000时,对膜的微观结构影响十分显著,渗水通量急剧上升,截留率则迅速降低.当PEG800用量达10%、PEG1000用量达8%时,粒状结构突变为片状,表面孔密集成缝,当用量进一步增大时,由于水溶胀性过大,造成膜无法获取.