聚砜反滲透基膜的制備及其性能的研究.pdf

1、本文以聚砜（PSF）為原材料，N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）為溶劑，不同分子量的聚乙二醇（PEG）、吐溫80（Tween80）、磺化聚砜（SPSF）為添加劑，通過浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制備了PSF平板膜和PSF中空纖維膜。研究了PSF含量、PEG分子量及含量對PSF平板膜和PSF中空纖維膜結(jié)構(gòu)與性能的影響；考察了不同種類的親水性添加劑Tween80和SPSF對PSF中空纖維膜的結(jié)構(gòu)與性能的影響；同時(shí)還探討了制膜工藝如空氣間隙、凝固浴溫度及組

2、成以及芯液組成等對PSF中空纖維膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。用自制的膜通量測試裝置測定了PSF中空纖維膜的純水通量和截留率，用掃描電境觀察了膜的斷面結(jié)構(gòu)和表面形態(tài)，采用重量法和濾速法測定了PSF中空纖維膜的孔隙率和平均孔徑，得到本研究范圍內(nèi)最優(yōu)制膜工藝。
　　研究結(jié)果表明，隨著PEG分子量和含量以及PSF含量增加，鑄膜液粘度增加，抑制了大孔結(jié)構(gòu)的生成，相應(yīng)的膜斷面結(jié)構(gòu)中指狀孔的數(shù)量減少，海綿孔的區(qū)域增加。當(dāng)鑄膜液粘度高于8.25Pa·s時(shí)

3、，制得的PSF膜斷面結(jié)構(gòu)基本為海綿狀孔。
　　相同實(shí)驗(yàn)條件下，PEG分子量增加，PSF中空纖維膜的平均孔徑和孔隙率略有降低，純水通量降低，截留率變化幅度不大，同時(shí)膜的拉伸強(qiáng)度降低；隨PEG含量增加，PSF膜的純水通量先降低后增加，BSA截留率表現(xiàn)出相反的趨勢。當(dāng)PEG/DM Ac=0.8時(shí)，膜結(jié)構(gòu)主要以海綿狀孔為主，膜純水通量最低，但BSA截留率高于90％；PSF含量增加，膜中大孔結(jié)構(gòu)被抑制，膜的純水通量隨PSF含量增加而降低，B

4、SA截留率則相反，當(dāng)PSF含量達(dá)到20%時(shí)，膜斷面結(jié)構(gòu)主要以海綿狀孔為主，但當(dāng)PSF含量繼續(xù)增加時(shí)，膜的純水通量反而升高，BSA截留率卻大幅降低。PSF含量為20%時(shí)，PSF中空纖維膜綜合性能最佳。PSF中空纖維膜的純水通量隨空氣間隙（即預(yù)蒸發(fā)時(shí)間）增大和凝固浴溫度升高而呈上升趨勢，BSA截留率則相應(yīng)降低。
　　為進(jìn)一步提高PSF中空纖維膜的純水通量，在膜中添加了親水的Tween80和SPSF。研究結(jié)果顯示，將Tween80加入鑄

5、膜液中，PSF膜的表面接觸角有所降低，親水性有所增加，純水通量隨Tween80的增加呈先增大后減小的趨勢，截留率則呈相反的趨勢。Tween80對PSF中空纖維膜親水性雖有一定的改善作用，但改善的程度有限，實(shí)際意義不大。SPSF使得PSF表面接觸角的降低程度較高，膜的親水性顯著增加，純水通量大幅度提高。但由于存在PSF和SPSF的相容性問題，當(dāng)SPSF的含量較高時(shí)，膜的截留率降低幅度增大。綜合考慮PSF中空纖維膜的純水通量和截留率問題，S