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聚醚砜/磺化聚砜共混超滤膜制备及微结构调控

李诗文  
【摘要】:增加超滤膜亲水性、提高其抗污染性一直是分离膜领域关注的重点。本文采用高分子共混方法提高超滤亲水性,考察聚醚砜(PES)/磺化聚砜(SPSf)共混体系相容性,采用浸没沉淀相转化法PES/SPSf共混超滤膜,探索制膜参数对膜微孔结构和性能的影响规律。通过Schneier热力学混合焓法计算预测以及差示扫描量热法(DSC)等系统分析了PES/PSf和PES/SPSf两种铸膜液共混体系的相容性。研究发现PES/PSf为部分相容体系,而PES/SPSf为完全相容体系。考察了聚合物浓度、PES/SPSf共混比、SPSf磺化度、添加剂PEG分子量及其含量对共混平板膜结构和性能的影响规律。结果显示,当聚合物浓度为18wt%、共混比为16:84、SPSf磺化度为25%、添加剂PEG(分子量20K)含量为24wt%时,所制备的聚醚砜/磺化聚砜共混超滤膜呈现梯度海绵状网络孔结构,膜的亲水性得到了显著提高,其纯水通量高达1467L/m2h,对牛血清蛋白的截留率为91.4%。此外,探索了芯液组成、凝固浴温度和卷绕速率等工艺参数对PES/SPSf共混七通道中空纤维膜微孔结构和性能的影响。结果表明,当凝固浴温度从30℃增加到60℃时,PES/SPSf共混七通道膜的纯水通量从128L/m2h增加到320L/m2 h,对BSA截留从98%降低到85%。另外,随着卷绕速率增加,膜的纯水通量降低,对BSA的截留率增加。当芯液中DMAc含量为60%时,纯水通量最大达到506L/m2 h,对BSA的截留率为80%。


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