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。     

凝固浴体系对PVDF超滤膜性能与结构的影响

利用非溶剂相转化法(NIPS),以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)为铸膜液,水、二甲基乙酰胺(DMAC)、PVP体系为凝固浴,制备外压中空纤维超滤膜。研究了凝固浴中DMAC和PVP含量以及凝固浴温度对膜性能和结构的影响。结果表明,凝固浴中DMAC含量的增加可以提高超滤膜的通量、断裂伸长率和表面的孔径,降低膜丝拉力;PVP含量对膜通量、拉力与断裂伸长率有非线性影响,当着PVP的质量分数大于12%时,支撑层孔径明显增加;凝固浴温度升高可以增加膜的通量,而对孔隙率、拉力和断裂伸长率则影响不大。当凝固浴中DMAC和PVP的质量分数分别为35%和12%、凝固浴温度为70℃时,可以得到性能较好得超滤膜。     

高溶剂含量第1凝固浴停留时间对PVDF膜结构和性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、二甲基乙酰胺(DMAc)为铸膜液体系,采用高含量溶剂DMAc水溶液作为第1凝固浴,水为第2凝固浴组成的双凝固浴制备PVDF中空纤维膜.通过扫描电镜(SEM)形貌观察,纯水水通量和BSA截留率测试,探讨了第1凝固浴停留时间对PVDF-PVP中空纤维膜性能与结构的影响.结果表明,随着膜丝在高溶剂含量第1凝固浴中停留时间从0变化至10s,膜丝纯水通量在2s时下降,之后持续增加,而BSA截留率不断降低.SEM显示随停留时间延长,膜表面孔隙率增加,亚层指状孔增多,大孔孔径增大,亚层海绵结构变得疏松.在停留时间为10s时,膜水通量达315 L·m-2.h-1,BSA截留率86％,可做为制备高通量PVDF超滤膜的最佳成形条件.     

PEO改性PVDF/SMA膜结构和性能

将聚氧化乙烯(PEO)添加到聚偏氟乙烯/苯乙烯马来酸酐树脂(PVDF/SMA)膜体系中,通过非溶剂致相分离法(NIPS)制备了添加不同PEO含量的PVDF/SMA共混膜。其中PEO质量分数为2%的共混超滤膜性能最好,水通量为531.1L/(m²·h),牛血清蛋白(BSA)截留率为65.8%,水接触角为63.6°,膜剥离强度为0.2756kN/m。接着以PVDF/SMA膜为主要研究对象测试了凝固浴温度对共混超滤膜的纯水通量以及BSA截留率的影响,该实验的结果表明凝固浴温度的改变对膜性能没有产生明显的影响。因此,选择在常温凝固浴温度下测试不同凝固浴成分对共混膜性能的影响。探究了膜在凝固浴成分分别为N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)(质量分数为3%、6%、9%)、氯化钠(NaCl)(0.05mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L)和乙醇(质量分数为3%、6%、9%)时的膜性能变化,以及对各个组分得到的膜样本进行扫描电子显微镜(SEM)表征。结果表明,随着DMAc含量增加,膜表面的孔在减少,且膜皮层的厚度增加,使得膜的水通量减少而BSA截留率提高。而随着NaCl浓度...     

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。     

外凝固浴对聚醚砜中空纤维水通量的影响

制备了聚醚砜（PES）中空纤维膜，并研究了外凝固浴组成对膜水通量的影响。结果表明，纯水通量随外凝固浴中二甲基乙酰胺（DMAc）含量提高而增加。     

双向拉伸法制备聚醚砜中空纤维

采用双向拉伸的方法制备了聚醚砜中空纤维,探讨了工艺条件对聚醚砜中空纤维取向度和水通量的影响。结果表明:随着纺丝速度的提高,纤维的取向度上升,水通量下降;在总拉伸倍数不变的前提下,随着凝固浴拉伸倍数的提高,纤维的取向度和水通量都减小;随着填充液压力的提高,纤维的取向度下降,水通量增加;随着凝固浴中二甲基亚砜含量的提高,纤维的取向度先增大后减小,出现了一个最大值,水通量先减少后增加,出现了一个最小值。     

聚砜管式超滤膜的制备及其结构性能研究

采用浸没相沉淀法制备聚砜(PSF)管式超滤膜。以纯水通量、卵清蛋白截留率、扫描电镜表征膜的结构和性能,考察了PSF含量、凝固浴温度和组成、添加剂种类和含量对PSF管式膜成膜性能及结构的影响。结果表明,凝固浴温度升高、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)含量增加、PEG-400含量增加,都可以使膜的水通量增加、截留率降低;而凝固浴中添加溶剂二甲基乙酰胺(DMAc)、铸膜液中PSF含量的增加,都可以使膜的通量减小,截留率升高。     

聚醚砜中空纤维膜的制备

讨论了在二次成形聚醚砜(PES)中空纤维膜的制备中,PES浓度和不同的填充液对中空纤维膜结构和性能的影响。结果发现:随着PES浓度的增大,中空纤维膜的水通量呈下降的趋势,确定了二次成形PES中空纤维膜制备中PES最佳浓度为24%;不同填充液与溶剂之间的相互扩散速率不同,得到了具有不同结构的聚醚砜中空纤维膜。随着填充液压力的提高,纤维的内径、外径增加,壁厚减小,水通量增大,一般填充液压力为0.020MPa。     

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.     

改性聚丙烯腈内压式中空纤维超滤膜的结构形态和性能

本文讨论了改性聚丙烯腈内压式中空纤维超滤膜结构形态其及性能的影响因素。聚合物浓度和温度的变化影响大分子结构状态,改变了膜的结构形态,高浓度、低温度下制得的膜,内表面层平整致密,支撑层指状孔少,截流性能高而水通量低。相转化速度对指状孔生成有很大影响,转化速度快,水通量大。新生纤维使用外凝固浴,可得双不对称结构,膜的截留性能提高。     

高性能醋酸纤维素正渗透膜的研制

本文以醋酸纤维素(CA)为膜材料,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮作为溶剂体系,聚乙二醇400(PEG400)作为添加剂,聚酯筛网作为支撑层,利用相转化方法制备醋酸纤维素正渗透膜。论文系统研究了CA的含量、DMF与丙酮的比例、添加剂的含量、支撑层的目数以及凝固浴温度对膜性能的影响,结果表明,当CA的质量分数为16%、DMF:丙酮的体积比为1:0.6、PEG400的质量分数为4%、作为支撑层的筛网目数为120mol/L、凝固浴的温度为60℃时,所制备正渗透膜的性能最佳;利用1mol/L NaCl作为驱动液,去离子水作为原料液,在1h的测试时间里,所制备膜的纯水通量可达到15 L/(m2·h)以上,反向盐通量控制在7.5g/(m2·h)以下。     

杂萘联苯共聚醚砜中空纤维超滤膜的制备

以杂萘联苯共聚醚砜为膜材料、N,N-二甲基乙酰胺为溶剂、乙二醇甲醚(EGME)为添加剂,采用干-湿纺丝工艺制备新型中空纤维非对称超滤膜,考察了EGME含量、干纺程长度以及凝胶浴温度对杂萘联苯共聚醚砜中空纤维膜结构和性能的影响。结果表明,随着EGME含量的增加超滤膜的水通量增大,而对聚乙二醇10000的截留率基本不变,干纺程长度和凝胶浴温度对超滤膜的性能有较大影响,所制备的中空纤维超滤膜对聚乙二醇10000的截留率高于95%,水通量达到258 L/(m2.h)。     

聚砜/改性碳纳米管复合膜的制备及亲水性能

利用浸没沉淀相转化法,以聚砜(PSF)为膜材料,羧基化碳纳米管(MWCNTs-COOH)为添加剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为致孔剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,制备了聚砜/多壁碳纳米管复合膜,系统研究了制备复合膜时碳纳米管的添加量、预挥发时间以及凝固浴组成对其结构和性能的影响。实验结果表明,添加MWCNTs-COOH后,复合膜的亲水性能和抗污性能显著提高,同时复合膜的力学性能也明显增强。复合膜的 SEM 照片显示,随预挥发时间的延长和凝固浴中DMAc 质量分数的增加,复合膜断面由指状孔结构向海绵状孔结构过渡;复合膜的水通量下降,截留率上升。     

溶剂改性氧化石墨烯(GO)杂化反渗透膜性能的研究

研究了不同聚砜(PSF)底膜溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)浸泡时间、氧化石墨烯(GO)添加量对改性GO纳米杂化反渗透膜(GO-RO膜)性能的影响。结果表明,底膜在40℃、DMF质量分数30%的水溶液中浸泡50 min后,所得GO-RO膜具有较好的分离性能,水通量为85 L/(m~2·h),截留率为99.1%,水通量较底膜未浸泡的GO-RO膜提高近75%。使用浸泡50 min的底膜所制备的GO-RO膜在添加GO的质量分数为0.05%时,膜表面GO团聚较少,性能较为优良,水通量为80 L/(m~2·h),截留率为99.1%,水通量较空白对照组提高近100%。原子力显微镜分析显示,随着GO添加量的增加,膜表面粗糙度不断的增加;X射线光电子能谱仪分析显示,随着GO添加量的增加,膜分离层中GO含量也不断的增加。     

UHMWPE/EVA中空纤维膜的制备及性能研究

通过在超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纺丝液中添加不同含量的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA),采用热致相分离法制备了UHMWPE/EVA中空纤维膜,实现对UHMWPE中空纤维膜的亲水改性,并通过扫描电子显微镜、接触角测量仪、差示扫描量热仪、万能材料试验机等对中空纤维膜的结构与性能进行了表征,采用自制UHMWPE/EVA中空纤维膜过滤装置对中空纤维膜的过滤性能及防污性能进行了评价。结果表明:随着EVA含量的增加,UHMWPE/EVA中空纤维膜的断面结构变得致密,熔点及结晶度下降,接触角减小,亲水性提高,但其拉伸强度有所下降;随着EVA含量的增加,UHMWPE/EVA中空纤维膜的孔隙率增大,但随着EVA添加质量分数(相对UHMWPE质量)进一步增大到20%,孔隙率则随之下降;当加入EVA质量分数(相对UHMWPE质量)15%时,UHMWPE/EVA中空纤维膜的纯水通量和截留率以及水通量回复率均达到最大值,即其纯水通量为435.77 L/m~2·h,对牛血清蛋白及碳素墨水的截留率分别为68.5%和93.95%,水通量回复率达94.66%;UHMWPE/EVA中空纤维膜中,EVA的最佳添加量其质量分数(相对UHMWPE质量)为15%。     

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.     

聚醚砜中空纤维膜的成形条件与形态结构研究

采用扫描电镜探讨经双向拉伸聚醚砜(PES)中空纤维膜的纺制工艺条件与结构之间的关系。在膜的中部通入填充液,随着填充液压力的增大,中空纤维膜的壁厚明显减小,同时纤维膜表面的孔明显增多。随着凝固浴质量分数的增加,中空纤维膜表面的孔径先减小后增大,而中空纤维膜接近外表面的皮层逐渐变厚。随着凝固浴拉伸率的提高,中空纤维膜在外径不变的情况下壁厚减小,内表面积增加;纤维变薄而且更为致密。     

凝固浴对聚芳硫醚砜分离膜结构与性能的影响

采用沉浸凝胶法制备了聚芳硫醚砜(PASS)分离膜,并探究了复合凝固浴以及双凝固浴对分离膜结构与性能的影响。利用扫描电子显微镜观察了PASS分离膜的形态结构,统计了孔径大小并计算了孔隙率,用超滤杯测试了分离膜的水通量及其渗透和分离性能,用万能材料测试机测试了分离膜的力学性能。结果表明:在复合凝固浴中,随着复合凝固浴溶剂浓度的增加,PASS分离膜表面的孔径逐渐增大,支撑层也由非对称的指状结构逐渐过渡为对称的海绵状结构;采用双凝固浴,可结合瞬时分相与延时分相制备表面孔径大、支撑层非对称并且贯穿性较好的PASS分离膜。     

CA／PAN-Al2O3有机-无机复合超滤膜的制备

以醋酸纤维素(CA)及聚丙烯腈(PAN)为膜材料,以纳米三氧化二铝(Al2O3)为添加剂,通过浸入-沉淀相转化法制备了有机-无机超滤膜,从凝固浴温度及组成两个方面考察成膜规律.试验结果表明,凝固浴温度及组成对膜性能有较大影响,综合膜水通量及截留率多方面进行考虑,凝固浴温度50℃较为适宜;凝固浴中加入表面活性剂,膜的水通量及截留率均得到改善.