逆向热致相分离法(RTIPS)制备PES/DMAc/DEG体系微孔膜及其性能表征

以PES/DMAc/DEG低临界共溶温度(LCST)体系为铸膜液,利用低临界共溶温度(LCST)的热致相分离(LCST-TIPS,简称RTIPS)法制备PES微孔膜.探究影响PES微孔膜理化性能及其结构的2个主要因素:凝胶浴温度、非溶剂(DEG)/溶剂(DMAc)的质量比.运用扫描电镜(SEM)﹑纯水通量﹑BSA截留率...     

低临界共溶温度PES体系制备微孔膜的研究

以聚醚砜(PES)/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)/一缩二乙二醇(DEG)低临界共溶温度(LCST)体系为铸膜液,利用低临界共溶温度(LCST)的热致相分离(LCST-TIPS,简称RTIPS)法制备了PES微孔膜。通过透光实验测试RTIPS过程的LCST,以扫描电镜、渗透和力学实验表征膜的形态和性能。研究了非溶剂/溶剂(DEG:DMAc)质量比和成膜水浴温度对PES膜结构和性能的影响。实验结果表明,随DEG:DMAc质量比增加,相分离温度降低;利用RTIPS技术抑制了膜断面指状孔的出现,形成表面有明显微孔和断面对称的双连续膜结构;DEG:DMAc质量比0.8:1,成膜水浴温度60℃,膜纯水通量和平均孔径最大;通过RTIPS机理所成膜综合力学性能优于非溶剂致相分离(NIPS)法所制备的膜。     

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％.     

熔融物挤压拉伸法制备UHMWPE微孔膜微观结构及性能研究

利用液体石蜡作溶剂,根据热致相分离的原理,通过双螺杆制备了超高摩尔质量聚乙烯( UHMWPE)微孔膜;并研究了不同聚合物初始浓度及助剂对微孔膜的结构和性能的影响.通过扫描电子显微镜(SEM)和水通量,孔隙率等测试表征方法得出,随着聚合物初始浓度的增加,膜的孔隙率、水通量都逐渐降低,而拉伸强度和断裂伸长率则逐渐增强;助剂SiO2和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)能使孔隙率、水通量增大.     

聚醚砜制膜液的相分离：2.四元体系

本文对聚醚砜（ＰＥＳ）／溶剂／丙二醇／水（Ｈ２Ｏ）四元制膜液体系的相分离进行了研究，提出了利用正四面体的某些截面表示一定组成，得出相分离曲线和相分离曲面，并能较好地描述四元体系，添加剂ＰＧ对相分离的作用相当于非溶剂作用，ＰＧ和Ｈ２Ｏ混合非溶剂对相分离的影响有一定的加和性。     

碳纳米管/聚醚砜复合纳滤膜的制备及性能研究

以聚醚砜(PES)为膜材料,羧基化多壁碳纳米管(MWCNT)为添加剂,通过相转化法制备碳纳米管/聚醚砜复合纳滤膜,并将其用于染料的去除和花青素的浓缩。考察了不同操作压力、染料浓度和溶液pH条件下膜对染料分离性能的影响。通过改变花青素溶液的温度和pH找到合适的浓缩条件。纯水通量和水接触角测试结果表明,羧基化多壁碳纳米管提高了膜的亲水性,当碳纳米管质量分数为0. 04%时,膜的分离性能最佳。     

功能化碳纳米管/SMANa/聚醚砜导电分离膜的制备及性能

为改善聚醚砜(PES)导电分离膜的相容性和分离性能,将碱处理的苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMANa)和功能化碳纳米管按照不同质量比与PES共混,使用非溶剂诱导相分离法成功制备功能化碳纳米管/SMANa/聚醚砜导电分离膜,对分离膜的结构、形貌和分离性能进行测试。结果表明：通过碱处理苯乙烯-马来酸酐共聚物,成功制备具有良好分散性的SMANa。当功能化碳纳米管添加量为6 g时,导电分离膜的电阻率达到2.929 97×10⁴Ω·cm,纯水渗透通量达到1 188.1 L/(m²·h),而对牛血清蛋白(BSA)的截留率为91.46%。在通入30 V电压后,导电分离膜对刚果红、甲基蓝染料渗透通量分别达到584 L/(m²·h)和480 L/(m²·h),截留率均达到99.99%。     

聚醚砜／聚丙烯腈共混膜的制备及性能表征

以聚醚砜(PES)和聚丙烯腈(PAN)为膜材料,通过液-固相转化法制备PES/PAN共混膜.研究了制膜过程中的几个主要因素对膜孔径、孔隙率、纯水通量、牛血清蛋白(BSA)截留率以及膜微观结构的影响.通过正交实验结果分析,得到优化的制膜条件为:PES和PAN总质量分数为16%,m(PES):m(PAN)=8:2,添加剂为氯化锂(LiCl)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP),LiCl和PVP总质量分数为8%,m(LiCl):m(PVP)=2:8.在压力0.2 MPa条件下,所制备的PES/PAN膜的纯水通量为320.57L/m2·h,高出PES膜近1倍,BSA截留率变化不大.     

聚醚砜制膜液的相分离：Ⅰ.三元体系

本文对聚醚砜在不同溶剂和不同非溶剂中所构成三元体系的相分离进行研究。采用浊点滴定法测定了在常用溶剂和非溶剂中的浊点数据，溶剂对ＰＥＳ的溶解能力，依次为：甲酰胺〈二甲基业砜〈Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺〈《Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺〈Ｎ－甲基吡咯烷酮；以二甲基甲酰胺为溶剂，非溶剂的沉淀能力依次为：Ｈ２Ｏ〉丙三醇〉甲醇〉乙二醇〉乙醇〉丙二醇〉丙醇，线性浊点不能较好描述三元体系的浊点关系。     

UHMWPE微孔膜的制备及其性能研究

用热致相分离法制备超高相对分子质R聚乙烯(UHMWPE)微孔膜,并通过调节成型条件(UHMWPE的含量及其相对分子质量、冷却速率)实现了UHMWPE微孔膜微观结构的可控化,研究了成型条件对微孔膜的结晶性能和力学性能的影响.结果表明,在UHMWPE含量和相对分子质量增大,冷却速率加快时,微孔膜的结晶度降低,平均孔径和孔隙...     

磺化聚醚砜/聚醚砜共混膜的制备及膜催化酯化反应动力学研究

以聚醚砜(PES)为基体,磺化聚醚砜(SPES)为催化活性成分,通过溶剂挥发法制备SPES/PES共混膜,用于酸化油(酸值153 mg KOH/g)酯化反应制备生物柴油,并研究了SPES/PES共混型催化膜酯化反应动力学。结果表明,在不同反应温度(45,55,65,75℃),不同的催化剂用量(0.68%,1.35%和2.70%)以及醇油质量比(1∶1,2∶1,5∶1,8∶1和10∶1)条件下,通过反应动力学计算出相应的反应速率以及反应级数。随着催化剂用量和醇油质量比的增加,反应速率逐渐增加,反应级数也增大,平均反应级数为n=2.2,而指前因子和活化能逐渐减小,说明由反应控制逐渐转为混合控制和反应控制。建立了SPES/PES共混型催化膜酯化反应动力学模型。得到实验值与理论值吻合程度较高(误差在±5%左右),验证了动力学模型的正确性。     

磺化聚醚砜/聚醚砜共混膜的制备及膜催化酯化反应动力学研究

以聚醚砜(PES)为基体,磺化聚醚砜(SPES)为催化活性成分,通过溶剂挥发法制备SPES/PES共混膜,用于酸化油(酸值153 mg KOH/g)酯化反应制备生物柴油,并研究了SPES/PES共混型催化膜酯化反应动力学。结果表明,在不同反应温度(45,55,65,75℃),不同的催化剂用量(0.68%,1.35%和2.70%)以及醇油质量比(1∶1,2∶1,5∶1,8∶1和10∶1)条件下,通过反应动力学计算出相应的反应速率以及反应级数。随着催化剂用量和醇油质量比的增加,反应速率逐渐增加,反应级数也增大,平均反应级数为n=2.2,而指前因子和活化能逐渐减小,说明由反应控制逐渐转为混合控制和反应控制。建立了SPES/PES共混型催化膜酯化反应动力学模型。得到实验值与理论值吻合程度较高(误差在±5%左右),验证了动力学模型的正确性。     

热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜的研究

热致相分离法是一种制备聚合物微孔材料的有效方法。介绍了聚合物初始浓度、稀释剂、降温速率、成核剂、萃取剂等因素对热致相分离法制备聚偏氟乙烯（PVDF）微孔材料的影响,并对热致相分离法制备聚偏氟乙烯（PVDF）微孔膜的最新研究进展进行了介绍。     

超高摩尔质量聚乙烯平板微孔膜制备及亲水性能研究

以白油为稀释剂,利用热致相分离法制备了超高摩尔质量聚乙烯(UHMWPE)微孔膜.研究了聚乙二醇20000(PEG20000)对膜水通量、孔隙率及亲水性的影响.结果表明,PEG质量分数为10%的膜水通量和孔隙率较大,亲水性较好.另外还研究了水洗时间对膜亲水性的影响,并借助傅立叶红外测试法对膜中PEG20000残余情况作了定量分析.研究显示,随着水洗时间的延长,残存于膜中的PEG减少,水洗17 d后,PEG质量分数减小至1.4%,亲水性改善仍较明显.     

磺化聚醚砜质子交换膜的制备及性能研究

以浓硫酸为溶剂、氯磺酸为磺化剂对聚醚砜（PES）进行了磺化，采用氢核磁共振谱（^1H NMR）、傅立叶变换红外光谱（FTIR）及热重分析（TGA）对磺化聚醚砜（SPES）进行了表征，证实PES得到了磺化。制备了一系列不同磺化度的SPES膜，测试了膜的接触角、含水率和电导率。试验结果表明，SPES具有良好的热稳定性；随着磺化度的增加，膜的亲水性能增加，膜的电导率增加。当SPES膜的磺化度达到37．0％（摩尔分数）时，SPES膜在室温下的电导率与商业化的Nafion 112膜的电导率相当。     

聚醚砜/磺化聚醚醚酮共混膜的制备和性能

采用流延法制备了聚醚砜(PES)含量不同的PES/磺化聚醚醚酮(SPEEK)共混膜。PES与SPEEK具有良好的相容性。所制备PES/SPEEK共混膜的含水率、溶胀度和甲醇透过系数均随PES含量的增加而降低。虽然共混膜的质子传导性能有所降低.但阻醇性能和溶胀性能提高,这说明PES/SPEEK共混膜是一种很好的直接甲醇燃料电池用固体高分子电解质膜材料。     

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。     

季铵化聚醚砜氢氧根离子交换膜的制备及研究

以氯甲基辛基醚(CMOE)为氯甲基化试剂,成功制备了不同取代度的氯甲基化聚醚砜(CMPES),使用三甲胺水溶液将CMPES膜季铵化,制备出季铵化聚醚砜氢氧根离子(QAPESOH)交换膜。对膜的离子交换容量、吸水率、溶胀度以及离子传导率进行测试,结果表明,当QAPESOH膜的氯甲基化程度(DC)在23%～51%时,即使温度升高到60℃,膜都具有良好的吸水率和适当的溶胀度。特别是DC为51%的膜,其氢氧根传导率在20℃时可以达到15.6mS/cm,并且具有良好的机械稳定性,说明QAPESOH膜在氢氧根离子交换膜燃料电池方面有很好的应用前景。     

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。