PDMS-PSf復(fù)合膜的制備及其氧分離性能研究.pdf

1、聚二甲基硅氧烷（PDMS或硅橡膠）是最常見(jiàn)的富氧膜材料，也是應(yīng)用最早、氧氣滲透系數(shù)最高的膜材料之一。但由于成膜性差、機(jī)械強(qiáng)度不高，所以常將其涂覆在多孔支撐膜上制備復(fù)合膜使用。在提高PDMS復(fù)合膜富氧性能方面，不僅與合適孔徑的基膜、優(yōu)異的涂覆工藝有關(guān)，而且還有硅橡膠涂膜液粘度及硅橡膠分子 量息息相關(guān)。由于市場(chǎng)所售硅橡膠的差異，所制備的硅橡膠復(fù)合膜性能也不盡相同。分子量較大的硅橡膠易被涂覆制備完整且較薄皮層，而分子量較小的硅橡膠皮層超薄化困

2、難，易造成皮層缺陷的現(xiàn)象。本論文主要針對(duì)基膜、涂膜液粘度及硅橡膠分子量與富氧膜性能的關(guān)系以及低溫涂覆等方面展開(kāi)研究，成功地解決低分子量硅橡膠在低速情況下不易涂覆的問(wèn)題。
　　首先，論文以PSf為基膜材料，以浸入沉淀相轉(zhuǎn)化法技術(shù)制備基膜，通過(guò)調(diào)節(jié)聚合物濃度、添加劑濃度來(lái)調(diào)節(jié)基膜結(jié)構(gòu)及性能，所制備聚砜基膜氣體通量維持在27000GPU左右，對(duì)氧/氮無(wú)選擇性，孔徑適中、性能穩(wěn)定，適合作為基膜使用。
　　其次，論文以濕涂-提拉技術(shù)制

3、備具有完整且超薄皮層的PDMS/PSf復(fù)合膜?？疾旎じ蓾穸取⑻崂俣?、固化溫度對(duì)復(fù)合膜性能的影響;著重研究涂膜液的溶劑種類(lèi)、硅橡膠濃度、預(yù)交聯(lián)等因素對(duì)復(fù)合膜整體滲透分離性能的影響，并深入探討與分析涂膜液整體粘度及硅橡膠分子量與富氧膜性能的內(nèi)在聯(lián)系與作用規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，PDMS涂膜液需達(dá)到一定的粘度與分子量才能制備完整分離皮層，并且越接近最低粘度所制備的復(fù)合膜滲透性能越高。最終實(shí)驗(yàn)確定以3 wt％硅橡膠濃度預(yù)交聯(lián)3h為涂膜液，制備的復(fù)合

4、膜滲透性能達(dá)到2197GPU，氧/氮分離系數(shù)維持在2.05左右。
　　最后，論文以基膜預(yù)濕與增大涂膜液粘度為基礎(chǔ)，采用低溫涂覆法制備PDMS/PSf平板復(fù)合膜。考察了零下低溫涂覆法對(duì)復(fù)合膜氣體滲透分離性能的影響，并與常溫下進(jìn)行了對(duì)比;分析了低溫涂覆法制備復(fù)合膜的耐溶劑以及耐高壓情況。實(shí)驗(yàn)表明，與常溫涂覆相比，低溫涂覆法更易制備具有完整且較薄分離皮層的PDMS/PSf復(fù)合膜;低溫涂覆制備的復(fù)合膜在保證一定O2/N2分離性能（分離系數(shù)