PVB-SPES共混膜的制備及磺化度對(duì)膜性能的影響.pdf

1、膜分離技術(shù)具有能耗低，適合熱敏性物質(zhì)分離，分離系數(shù)大，易于回收，無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，膜易受到污染，從而增加反沖洗次數(shù)，縮短了膜的使用壽命。聚乙烯醇縮丁醛（PVB）膜具有耐低溫、光、濕度、微生物以及酸堿性腐蝕而且價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)。雖然PVB具有一定親水性，但親水性不是很強(qiáng)，而且成膜性能差，通量低，限制了 PVB膜的發(fā)展。因此提高PVB膜的親水性和通量是一亟待解決的問題。磺化聚醚砜（SPES）是利用磺化反應(yīng)在聚醚

2、砜（PES）側(cè)鏈上引入磺酸基制得，其不但保留了PES原有的優(yōu)良特性，而且也提高了PES膜親水性和通量。本課題的目的是利用PVB與SPES共混，制備具有兩種聚合物優(yōu)良性能的新型膜。
　　圍繞PVB/SPES共混體系，本課題展開了如下幾方面的研究：
　　1.對(duì)不同共混比和不同磺化度(將磺化度為0.09，0.15以及0.27的SPES，分別記作SPES-1, SPES-2, SPES-3）條件下的PVB/SPES共混體系進(jìn)行相容性

3、研究。本課題采用溶解度參數(shù)理論預(yù)測(cè)相容性、剪切粘度法、傅里葉變換紅外衰減全反射（FTIR-ATR）和差示掃描量熱（DSC）法對(duì)PVB/SPES共混體系進(jìn)行相容性研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 PVB/SPES為部分相容共混體系，且在所討論的磺化度范圍內(nèi)，SPES磺化度的增大，能促進(jìn)共混體系相容性。
　　2.利用溶劑-非溶劑擴(kuò)散誘導(dǎo)相分離法制備不同共混比（10:0到0:10）的PVB/SPES-3共混膜。通過掃描電鏡（SEM）觀察共混膜表面和斷

4、面微觀結(jié)構(gòu)，觀察不同共混比條件下的膜的微觀結(jié)構(gòu)情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明相容性好的共混膜斷面結(jié)構(gòu)有規(guī)則的指狀孔結(jié)構(gòu)而且較厚皮層，但相容性不好的共混膜斷面結(jié)構(gòu)很亂，無規(guī)則。不同共混比時(shí)PVB/SPES-3共混膜的水通量和截留率也發(fā)生規(guī)律性變化，且當(dāng)共混比為9:1到7:3時(shí)，膜的水通量和截留率均高于純PVB膜。通過對(duì)不同共混比時(shí) PVB/SPES-3膜親水性的研究表明，PVB/SPES-3共混后，膜的親水性增加。研究不同共混比時(shí)PVB/SPES-3

5、共混膜機(jī)械性能的變化情況，可以看出，隨著 SPES-3的不斷增加，膜的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率有相同的變化趨勢(shì)，共混比為9:1和8:2時(shí)，共混膜的機(jī)械性能要優(yōu)于純PVB膜，這和膜的微觀結(jié)構(gòu)及其部分相容的特點(diǎn)有關(guān)，當(dāng)共混比為7:3時(shí),機(jī)械性能與純PVB膜相比，變化不大。研究PVB/PES和不同磺化度時(shí)PVB/SPES共混膜（共混比從9:1到7:3）的耐污染性，利用水通量恢復(fù)率（FRR），總污染率（Rt），可逆污染率（Rr）和不可逆污染率（Rir）

6、對(duì)共混膜的耐污染性能進(jìn)行定性分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明共混比為7:3的PVB/SPES共混膜的耐污染性能最好。綜合共混膜的各性能考慮，最佳共混比為7:3。
　　3.探討了磺化度對(duì)PVB/SPES共混膜性能的影響。通過SEM圖觀察共混比為8:2時(shí)磺化度對(duì)PVB/SPES共混膜微觀結(jié)構(gòu)影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，SPES磺化度分別為0.09，0.15和0.27時(shí)，相同制膜條件下，磺化度越高，膜表面微孔越多，孔徑越大。研究磺化度對(duì) PVB/SPES膜的