磺化聚砜对聚砜中空纤维膜结构与性能的影响

以聚乙二醇(PEG)为添加剂,二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,采用浸没沉淀法制备了磺化聚砜(SPSF)/聚砜(PSF)中空纤维膜,考察了SPSF对聚砜中空纤维膜结构及性能的影响。实验结果表明:添加SPSF后,因其在分子链中产生的极性磺酸基团,使聚砜膜的表面接触角从94.7°降低到75°,平均孔径增加15.8%,其纯水通量较之未加入SPSF大幅提高,纯水通量从未添加SPSF时的129.2 L/(m~2·h)增加到了312.4 L/(m~2·h)。当SPSF质量分数为1.5%,PEG/DMAc为35/45,空气间隙为5 cm时,膜的综合性能最好。此时,纯水通量为302.6 L/(m~2·h),对牛血清蛋白溶液(BSA)的截留率为93.1%,孔隙率为76.1%,平均孔径55.2 nm,拉伸强度为4.89 MPa。     

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。     

添加剂对聚砜膜结构和性能的影响

通过浸没沉淀相转化法制备聚砜超滤膜,分别以高分子聚乙烯基吡咯烷酮（PVP-K30,PVP-K90）、聚乙二醇（PEG-6000,PEG-20000）和小分子氯化锌（ZnCl2）、丙酸（AS）6种物质作为制备聚砜超滤膜的添加剂,含量均为10%。并对聚砜超滤膜的断面结构、纯水通量、牛血清蛋白（BSA）截留率、孔隙率及平衡水含量等5项性能进行了测试及表征。由断面结构可以看出,PVP-K90作为添加剂时,制得膜的断面完全为海绵状结构,其它添加剂制得膜断面中均有指状孔结构;PVP-K30作为添加剂时制得膜的纯水通量最大;丙酸作为添加剂制得膜的BSA截留率最高;聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）和聚乙二醇（PEG）制得膜的平衡水含量及总孔隙率均较高,但闭孔也较多。     

牵引速率对聚丙烯中空纤维膜结构与性能的影响

采用熔纺-拉伸法制备了一系列聚丙烯中空纤维膜。研究了牵引速率对中空纤维及微孔膜的结晶性、弹性回复率、表观形貌等性能的影响。结果表明:牵引速率对聚丙烯中空纤维的结晶行为有较大影响,牵引速率越大,越有利于shish-kebab晶体的形成与均匀分布,从而改善纤维的硬弹性;随着牵引速率的提高,中空纤维膜的表面结构发生相应变化,同时其孔隙率和水通量均增大,内外径及拉伸强度均减小;当牵引速率为350和420 m/min时,制得的中空纤维微孔膜结构与性能较好。     

冷拉伸对聚丙烯中空纤维膜结构与性能的影响

采用热致相分离法(TIPS)结合冷拉伸制备不同拉伸比例的聚丙烯中空纤维膜(PPHFM),结合拉伸模型与力学性能测试分析拉伸比例对PPHFM宏观结构与力学性能的影响;采用SEM、孔隙率测试等表征不同拉伸比例PPHFM的微观结构;测试PPHFM的纯水通量和抗污染性能,考察拉伸比例对膜性能的影响。结果表明:随着拉伸比例的增大,PPHFM内外径减小,拉伸强度增大,最高提高200%。同时,内外皮层破裂形成大量微孔使膜孔隙率增加,对应膜的纯水通量大幅增加,最高达136.9 L/(m~2·h)。此外,PPHFM外皮层结构撕裂形成的微孔有利于牛血清白蛋白(BSA)的附着,导致膜抗污染性能降低。     

内凝固浴组成对聚氯乙烯中空纤维膜结构和性能的影响

利用非溶剂致相法纺丝制备聚氯乙烯(PVC)中空纤维膜,考察了内凝固浴中分别添加溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、NaCl和CaCl2对膜结构和性能的影响。结果表明,膜内表面孔结构随内凝固浴中DMF含量的提高,逐渐由致密的蜂窝状变成稀疏的海绵状;膜的水通量先上升后下降、力学性能提高;质量分数6%的DMF内凝固浴的膜性能最优,水通量和力学性能相对于纯水内凝固浴都有很大的提高,制成滤芯时产水量最大。内凝固浴中添加NaCl和CaCl2使中空纤维膜的力学性能提高,但水通量下降。相比而言,内凝固浴中添加溶剂对膜的性能改善效果优于内凝固浴中添加盐。     

多壁碳纳米管对聚砜复合膜的性能影响探究

为了改善聚砜(PSF)膜的亲水性能和抗污染能力,分别将不同浓度的经混酸酸化后的多壁碳纳米管(MWCNTs)添加到PSF铸膜液中,通过相转化法制备出了新型MWCNTs-PSF复合超滤膜。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了MWCNTs的加入对PSF膜形貌的影响;并详细考察了共混改性前后膜渗透性能的变化。结果表明,MWCNTs有助于改善PSF膜的孔结构、降低膜表面纯水接触角,最终提高了膜的通量和抗污染能力。     

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。     

不同添加剂用量对聚砜相分离膜结构和性能的影响

通过对聚砜平板相分离膜的研究,选择了合适的固含量(25%)和合适的溶剂非溶剂体系(DMAc-水),考察了不同添加剂(EG和PVP)对膜结构和性能的影响。通过SEM、机械性能测试和透气性能测试,得出不同添加剂对膜结构的影响以及结构变化和机械性能、透气性能之间的规律。随着添加剂的增加,膜的机械强度都有所增强,透气性能随之下降,选择性升高。     

D-色氨酸印迹中空纤维复合膜制备及其性能

以聚砜（PSF）中空纤维超滤膜为基膜，采用表面紫外光聚合方法制备了D-色氨酸印迹中空纤维复合膜(CMIHFCM)。由SEM分析表明经过表面聚合后的D-色氨酸印迹中空纤维复合膜表面具有层叠交联状复合层，其厚度约3 μm。实验结果表明D-色氨酸印迹中空纤维复合膜对模板分子D-色氨酸具有很好的识别作用，D,L-色氨酸的分离因子（α）最高可以达到5.0，大于非分子印迹复合膜的识别选择性。此外，引发剂的用量对D-色氨酸印迹中空纤维复合膜的识别性能有较大影响；当引发剂的浓度为1.0％，制得的D-色氨酸印迹中空纤维复合膜对D-色氨酸具有较好的识别性能，具有良好的应用前景。     

聚砜中空纤维膜的制备及其结构与性能研究

以低分子量聚乙二醇(PEG)为添加剂,二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,采用纺丝及浸没沉淀相转化法制备了聚砜(PSU)中空纤维膜,考察了PEG含量和空气间隙对膜结构及性能的影响。实验结果表明,随着PEG含量的增加,PSU铸膜溶液的黏度增大,所得膜结构从指状孔向海绵孔转变,膜变得致密,膜的孔隙率和纯水通量降低,牛血清白蛋白(BSA)截留率和拉伸强度提高;但当PEG含量继续增加时,尽管孔隙率继续下降,但膜截面孔径增大,膜的纯水通量反而有所回升,相应的BSA截留率下降。当空气间隙较短时,膜的结构基本没有变化,但当空气间隙达到7 cm时,膜截面出现指状孔,膜变得相对疏松;随空气间隙的增加,膜的纯水通量上升,BSA截留率总体下降。当PEG与DMAc的质量比为35/45,空气间隙为5 cm时,膜的综合性能最好,其纯水通量为129.0 L/(m2·h),BSA截留率为96.8%,孔隙率为75.5%,拉伸强度为5.01 MPa。     

聚砜中空纤维膜的亲水改性研究

将吐温80或磺化聚砜(SPSF)加入聚砜-聚乙二醇400-二甲基乙酰胺(PSF–PEG400–DMAc)体系,共混制成均一铸膜液,采用浸入沉淀相转化法制备聚砜中空纤维超滤膜,考察吐温80或SPSF对聚砜中空纤维膜的亲水改性效果。对膜结构、铸膜液黏度、纯水通量、截留率、拉伸强度等进行了表征。研究结果表明,SPSF相比吐温80对膜的亲水性改善更明显。当SPSF质量分数为1.5%时,就可将PSF中空纤维膜的纯水通量提高一倍以上,膜纯水通量达到302 L/(m~2·h),对牛血清白蛋白(BSA)的截留率达到93%。     

聚砜中空纤维超滤膜制备条件的考察

考察了膜液温度，内外凝胶温度和膜液出喷丝头的剪切速度对聚砜中空纤维超滤膜性能的影响。结果表明，保持其它条件一定时，膜液温度升高或凝胶温度降低时，最终膜孔径变小，并用制膜体系三元相图进行了分析，当膜液出喷丝头的剪切速度达到某一极限值时（不同膜液体系，此极限值不同），获得了压密性能优良的聚砜中空纤维超滤膜。     

烧结温度对TiO2/不锈钢中空纤维复合膜结构和性能的影响

不锈钢中空纤维膜基膜孔径大,直接涂覆分离层容易产生表面缺陷。在二氧化钛悬浮液中加入聚乙烯醇作为黏结剂,通过真空辅助抽滤法在不锈钢中空纤维基膜表面形成一层均匀的分离层。通过高温烧结得到了TiO₂/不锈钢中空纤维复合膜,考察了烧结温度对于TiO₂/不锈钢中空纤维复合膜表面分离层形貌和结构的影响。不同烧结温度时,TiO₂/不锈钢中空纤维复合膜的表面形貌有所差异;随着烧结温度的升高,不锈钢复合膜的孔径和纯水通量均先升高再下降。当烧结温度为500℃时,表面涂层均匀,孔径分布集中,水通量较高。最后,以SPT-500膜测试了水包油乳液分离效果,分离效率达到99%以上,且具有良好的抗污染性能。     

聚砜中空纤维超滤膜的制备及应用

采用溶胶－凝胶－相转换的方法，将具有力学强度高，抗蠕变性能强，耐热性和化学稳定性好的工程塑料－聚砜树脂，制成侧壁布满5－100nm 微孔，外径1mm左右，内径0.7mm左右的圆中空纤维，即聚砜中空纤维超滤膜。该膜可有效截留水中的细菌，微粒，胶体和大分子有机物。由这种超滤膜制成的超滤装置具有分离速度快，使用寿命长，处理能力多样，操作简便等特点，该超滤装置可适用于多种复杂溶液，已被广泛应用于环保水处理，饮用水净化及食品，医药等领域。     

烧结温度对TiO_2/不锈钢中空纤维复合膜结构和性能的影响

不锈钢中空纤维膜基膜孔径大,直接涂覆分离层容易产生表面缺陷。在二氧化钛悬浮液中加入聚乙烯醇作为黏结剂,通过真空辅助抽滤法在不锈钢中空纤维基膜表面形成一层均匀的分离层。通过高温烧结得到了TiO_2/不锈钢中空纤维复合膜,考察了烧结温度对于TiO_2/不锈钢中空纤维复合膜表面分离层形貌和结构的影响。不同烧结温度时,TiO_2/不锈钢中空纤维复合膜的表面形貌有所差异;随着烧结温度的升高,不锈钢复合膜的孔径和纯水通量均先升高再下降。当烧结温度为500℃时,表面涂层均匀,孔径分布集中,水通量较高。最后,以SPT-500膜测试了水包油乳液分离效果,分离效率达到99%以上,且具有良好的抗污染性能。     

荷电中空纤维复合膜及其正渗透性能研究

以聚丙烯中空纤维微滤膜为底膜、羧甲基纤维素钠为功能材料、氯化铁为交联剂,采用溶液涂覆-交联工艺制备了表面荷电的中空纤维复合膜,将该中空纤维复合膜用于正渗透(FO)过程,研究了汲取液盐含量、原料液流速等对FO通量的影响。结果表明,制备的荷电中空纤维复合膜可用于FO过程,以蒸馏水为原料液、Na2SO4水溶液为汲取液,采用PRO模式进行FO试验,当原料液与汲取液体积流量均为15 mL/min、汲取液浓度为0.5 mol/L时,FO水通量为12.3 L/(m2.h),盐通量与水通量的比为1.42 g/L。     

酚酞型聚醚砜对聚偏氟乙烯中空纤维膜结构及性能的影响

以二苯甲酮和N,N-二甲基乙酰胺为稀释剂,酚酞型聚醚砜(PES-C)为添加剂,通过热致相分离法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜。采用扫描电镜观察了膜的结构,测试了膜的纯水通量。在膜生物反应器(MBR)中测试了膜的污水通量和出水的化学需氧量及氨氮指标。该法制得的膜具有较为致密的皮层结构和疏松的支撑层结构,添加质量分数为2%的PES-C制备的PVDF膜与PVDF膜相比纯水通量增加60%,污水通量增加37.8%,出水COD去除率增加了3.32%,NH4+—N去除率增加了2.2%,且MBR出水达到排放标准。     

手性分子识别中空纤维复合膜制备及其性能的研究

以聚砜(PSF)中空纤维超滤膜为基膜,采用表面热聚合方法制备了L-DBTA印迹中空纤维复合膜.由SEM分析表明经过表面聚合后的L-DBTA印迹中空纤维复合膜表面具有层叠交联状复合层,其厚度约3 μm.复合层表面与层内具有许多"空穴",其直径在200 nm以下.实验结果表明L-DBTA印迹中空纤维复合膜对模板分子L-DBTA具有很好的识别作用,对L,D-DBTA的分离因子α可达2.7,而非分子印迹复合膜对L-DBTA的识别选择性不明显.此外,当引发剂的浓度为4.0%,60℃表面热聚合48 h制得的L-DBTA印迹中空纤维复合膜对L-DBTA具有较好的识别性能,具有良好的应用前景.