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PEBA/PPESK中空纤维复合膜富氧性能的研究

朱瑞霞  
【摘要】:本文选取聚醚共聚乙酰胺(PEBA)为涂层材料,含杂萘联苯结构的聚芳醚砜酮(PPESK)为基膜材料,制备了PEBA/PPESK中空纤维复合膜,并对其O2/N2分离性能进行了研究。为了进一步提高膜的分离性能,通过溶剂处理基膜的方法,使基膜皮层孔隙率减小。 本文首先通过溶液浇铸法制备了PEBA均质膜并研究了其O2/N2分离性能。分别采用正丁醇纯溶剂和异丙醇:正丁醇质量比3:1的混合溶剂为溶剂制备PEBA均质膜,并分别研究了测试压力和测试温度对膜分离性能的影响。结果表明,混合溶剂体系表现出较好的O2/N2分离性能。通过溶解度参数计算并比较了两种溶剂对PEBA的溶解性。 其次,选取PPESK/DMAc/EtOH/THF体系,采用干-湿相转化法制备了中空纤维基膜,采用浸涂法制备了PEBA/PPESK复合富氧膜。通过力学性能的测试表明PPESK中空纤维膜具有良好的机械性能;通过红外光谱对PEBA, PPESK及复合膜进行了表征,结果表明PEBA能够涂覆于PPESK基膜皮层上;系统研究了涂覆液浓度、涂覆温度、涂覆时间、热处理温度、热处理时间、二次涂覆、干湿基膜、测试压力、测试温度等条件对复合膜O2/N2分离性能的影响。结果显示,复合膜的O2渗透通量几乎均在45GPU以上,O2/N2分离系数几乎在2.3以上,达到了很好的分离效果,并具有很好的长期操作稳定性。 最后,制备了PPESK/DMAc/水体系的中空纤维基膜,通过溶剂处理的方法使膜的皮层结构得到改变,减少了皮层缺陷。采用扫描电镜观察了溶剂处理前后的膜结构,并测试和计算了溶剂处理前后的孔隙率。研究了DMAc水溶液浓度、NMP水溶液浓度、抽真空时间、溶剂处理后膜的稳定性、非溶剂处理等方面对基膜O2/N2分离性能的影响。将此溶剂处理方法应用于PPESK/DMAc/EtOH/THF基膜体系,结果表明,溶剂处理可以提高PPESK基膜及PEBA/PPESK复合膜的O2/N2分离性能。


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1 朱瑞霞;PEBA/PPESK中空纤维复合膜富氧性能的研究[D];大连理工大学;2011年
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