聚砜类膜材料的改性共18页文档
聚砜膜的表面疏水改性
聚砜膜的表面疏水改性魏新浩;杨座国【摘要】以过硫酸钾(K2S2O8)为氧化剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)为偶联剂、氨基硅油乳液(ASOE)为接枝改性液,对聚砜(PSF)膜进行疏水改性研究.考察了KH550溶液的质量分数、处理温度、处理时间和ASOE的接枝时间、接枝温度对膜疏水性的影响.采用全反射-傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)对接枝前后的膜进行表征,采用扫描电子显微镜(SEM)观察改性前后膜的表面形貌变化.结果表明,疏水性基团被接枝到PSF膜表面,改性后PSF膜的水接触角从87°提高到116°,疏水性得到提高.【期刊名称】《功能高分子学报》【年(卷),期】2015(028)004【总页数】6页(P417-422)【关键词】聚砜;疏水改性;KH550;氨基硅油乳液【作者】魏新浩;杨座国【作者单位】华东理工大学化工学院,上海200237;华东理工大学化工学院,上海200237【正文语种】中文【中图分类】O631聚砜（PSF）是一种疏水性材料，有着良好的渗透性、耐温性、耐溶剂性、高孔隙率以及较高的硬度和刚性，在超滤、微滤和反渗透中有着广泛的应用［1-2］。
但PSF膜疏水性较差，限制了其在膜蒸馏（MD）过程中的应用，因此，对PSF膜的表面进行疏水改性研究有着重要意义。
近年来，Qtaishat［3-4］和Daniel［5-6］等将已氟化的表面改性大分子（nSMM）与PSF膜共混，对PSF膜进行疏水改性。
沈永波等［7］利用原子自由基聚合（ATRP）法处理PSF膜，并采用涂覆法对处理后的膜进行疏水改性。
但共混和涂覆改性过程易将PSF膜孔堵住，降低孔隙率［8-9］。
此外，Tian［10］等还利用CF4等离子体对PSF膜进行疏水改性。
然而，CF4等离子体改性对于设备的要求比较高，能量消耗比较大［11-12］。
相较而言，接枝法改性反应条件温和，易于操作。
硅烷偶联剂作为一类表面处理剂，也可用于接枝改性中［13-14］。
聚醚砜超滤膜改性方法
9
。
·在去离子水中超声波清洗，每隔15min换一次去离子水，洗三次。
改性设备？？
9
主要内容
1. 引言 2. PES超滤膜改性方法现状 3. 改性PES超滤膜制备设想
9
3. 改性PES超滤膜制备设想 ——A.铸膜液中光降解-自由基结合
聚合物降解过程是聚合过程的逆过程。以聚丙烯
酰胺（PAM）为例，光催化 PAM 降解发生的主要反应
是 PAM 断链，变成更小的 PAM 分子，继而使小分子
PAM 氧化变成单体和丙烯酸，最后光降解生成无机物
。
PES 和 PAM 都具有紫外光活性，是否可以利用
降解产生自由基，达到对PES改性的目的？
9
3. 改性PES超滤膜制备设想 ——A.铸膜液中光降解-自由基结合
如何对反应进 行控制？？
·间歇光照还 是连续光照
常用的是磺化法，磺化剂采用浓硫酸、发烟硫酸 、氯磺酸等。
改性条件苛刻
9
2.2 PES超滤膜表面改性 ——A.表面物理吸附
含有两种以上极性官能团的化合物，在溶液与膜 表面接触的界面上的选择性定向吸附。
9
2.2 PES超滤膜表面改性 ——B.表面化学改性
用表面的缩
聚反应或再氧化
还原引发剂的作
用下，在PES膜表
料本身损伤较小。
辐照接枝改性
利用高能射线的作用在膜表面的PES分子链上形成自由基活 性中心，然后在活性中心上引入功能性基团侧链，其优点在于：
改性聚砜
【改性聚砜(PS)中空膜】改性聚砜中空膜是老一代聚砜膜材料经过我公司改良的新型膜分离材料，通量、强度、抗污染能力等性能比老一代聚砜膜材料大大增强（几乎是原来的一倍）。
由于改性聚砜的截留分子量（3千、5千、6千、1万、2万、3万等）较广，特别适用于浓缩分离物料行业。
【主要膜性能参数】★ 膜外径：400μm★ 膜壁厚：20μm★ 截留分子量：3千、5千、6千、1万、2万、3万等★ 水通量：80~100L/h/m2(0.15Mpa,25℃)★ 使用PH值范围：1-14 【PP(Ｘ50/80改性PP)中空纤维膜】聚丙烯中空纤维膜是国际上新一代膜分离材料，具有强度高、耐强酸强碱、耐细菌腐蚀、耐温性能好、表面非极性、抗污染能力强、微孔均匀、单位表面积通量大等优点。
【主要膜性能参数】★ 膜外径：420~480μm★ 膜壁厚：40~50μm★ 微孔孔径：0.1~0.2μm★ 透气率：>8.0×10-2（cm3/cm2 ·S· cmHg）★ 孔隙率：40~50%★ 水通量：100~120L/h/m2(0.15Mpa,25℃)★ 使用PH值范围：1-14聚醚砜膜(PES) 系列折叠滤芯性能特点:◎膜堆由进口PES滤膜及进口导流层组成，具有优良的耐热性和耐化学性。
A型的外壳、中心杆及端盖均为进口聚丙烯材质；B型为端头耐高温型，一般用于温度较高的场合；C型为中心杆内衬不锈钢，可应用于耐高温的场所。
◎亲水性滤膜，孔径分布均匀,孔隙率高；◎高流率和微粒截留率；◎洁净环境生产；◎产品出厂之前经过100%完整性测试；◎滤芯符合FDA生物安全标准；。
改性聚砜
【改性聚砜(PS)中空膜】改性聚砜中空膜是老一代聚砜膜材料经过我公司改良的新型膜分离材料，通量、强度、抗污染能力等性能比老一代聚砜膜材料大大增强（几乎是原来的一倍）。
由于改性聚砜的截留分子量（3千、5千、6千、1万、2万、3万等）较广，特别适用于浓缩分离物料行业。
【主要膜性能参数】★ 膜外径：400μm★ 膜壁厚：20μm★ 截留分子量：3千、5千、6千、1万、2万、3万等★ 水通量：80~100L/h/m2(0.15Mpa,25℃)★ 使用PH值范围：1-14 【PP(Ｘ50/80改性PP)中空纤维膜】聚丙烯中空纤维膜是国际上新一代膜分离材料，具有强度高、耐强酸强碱、耐细菌腐蚀、耐温性能好、表面非极性、抗污染能力强、微孔均匀、单位表面积通量大等优点。
【主要膜性能参数】★ 膜外径：420~480μm★ 膜壁厚：40~50μm★ 微孔孔径：0.1~0.2μm★ 透气率：>8.0×10-2（cm3/cm2 ·S· cmHg）★ 孔隙率：40~50%★ 水通量：100~120L/h/m2(0.15Mpa,25℃)★ 使用PH值范围：1-14聚醚砜膜(PES) 系列折叠滤芯性能特点:◎膜堆由进口PES滤膜及进口导流层组成，具有优良的耐热性和耐化学性。
A型的外壳、中心杆及端盖均为进口聚丙烯材质；B型为端头耐高温型，一般用于温度较高的场合；C型为中心杆内衬不锈钢，可应用于耐高温的场所。
◎亲水性滤膜，孔径分布均匀,孔隙率高；◎高流率和微粒截留率；◎洁净环境生产；◎产品出厂之前经过100%完整性测试；◎滤芯符合FDA生物安全标准；◎具有良好的耐高温和耐酸碱性能；◎每支滤芯经完整性测试并经纯水冲洗；技术参数聚砜超滤膜组件技术说明1. PS聚砜膜技术数据(热原型超滤膜、生物型超滤膜)膜材料：PS(聚砜膜) 外形：中空纤维内径尺寸：250um-300um 外径尺寸：400um-450um 适应温度： 4℃-45℃PH：2-13切割分子量：6K/10K/20K/40K/50KD 工作压力：<0.25Mpa产水浊度 <0.1NTU 污染指数SDI 产水：<1.0 (10KD) 2. PS超滤膜组件技术参数型号图示外形尺寸(mm)UF-4020(PS)-RS 标准的4040反渗透膜壳, 超滤滤芯可以更换流量>400L/h （10KD）测试温度25℃, 选用膜为PS的10KD超滤膜组件, 工作压力为0.15Mpa4. 分离原理超滤技术是通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离。
聚醚砜醋酸纤维素共混膜的结构和性能改性研究
聚醚砜/醋酸纤维素共混膜的结构和性能改性研究膜分离过程的分离效率高、运行成本低,已广泛用于水处理行业。
近年来,膜材料是膜分离过程的研究热点。
聚醚砜(PES)是一种聚砜类聚合物,作为最常用的相转化法制膜原料之一,因其良好的耐热性、耐化学性、机械性能、水解稳定性及生物相容性等优点,在膜分离材料的开发与应用领域引起了人们的关注。
然而,聚醚砜膜存在亲水性能差,抗污染性能差等缺点,降低了膜的寿命,限制了膜在水处理等领域的应用。
醋酸纤维素具有优异的亲水性能,且价格低廉易得。
本文采用添加共混的方式,制备聚醚砜/醋酸纤维素共混膜,可将两者的优点相结合,从而制备出性能优良、价格低廉的膜分离材料。
主要研究内容及结论如下:为提高PES膜的抗污染性和亲水性,以不同酯化度的醋酸纤维素(CA、CDA、CTA)为聚合物添加剂,PES为基膜材料,采用浸没沉淀相转化法制备一系列不对称结构的共混平板膜,采用SEM观察膜的微观形貌、ATR-FTIR对膜的基团进行表征,分析成膜过程中醋酸纤维素的质量分数和酯化度对膜的力学性能、孔径、孔隙率、水接触角、纯水通量、BSA截留率、抗污染性的影响。
结果表明,添加醋酸纤维素后,三种共混平板膜的拉伸强度、亲水性、纯水通量,抗污染性均比原膜提高,但断裂伸长率有所下降。
CDA的质量分数为2.8%时,共混平板膜的综合性能最好,此时膜的平均孔径为0.2517μm,最大孔径为0.2815μm,水接触角为68.06°,BSA截留率为85.44%,通量恢复率为60%,纯水通量为99.83L/(m~2·h),比纯PES原膜提高了5倍。
与原膜相比,合理控制添加醋酸纤维素的质量分数和酯化度可以制备具有同时增强亲水性、分离性能和抗污染性的共混平板膜。
在第二章的实验结论基础上,以PES和CDA为聚合物原料,DMAc为溶剂,去离子水为凝固浴,制备出PES/CDA共混平板膜。
研究铸膜液中添加的丙三醇质量分数和醇的种类对PES/CDA共混平板膜结构和性能的影响,表征了膜的微观形貌,测试了膜的力学性能、孔径、水接触角、纯水通量等性能。
聚砜类膜材料的改性
光引发接枝改性
光引发接枝聚合是利用紫外光照射材料表 面产生自由基，从而引发单体在表面接枝 聚合。紫外光接枝聚合有很多优点，聚合 反应条件温和，而且长波紫外光( 300 ～ 400 nm) 能量低，在能够被光引发剂吸收而 引发反应的条件下却又不会被高分子材料 所吸收，在不影响材料本体的前提下，达 到表面改性的目的，是一种理想的聚合物 改性和功能化技术。
聚砜类膜材料的表面自由能较低，水接触角很大， 使其体现为较强的疏水性，从而导致严重的膜污 染问题。 主要有以下几种方法来实现这一目标。 物理改性 共聚改性 磺化 膜材料本体的改性 氨基化
金属锂化
光引发接枝改性
表面接枝
等离子体处理
物理改性
Xavier 等早在1977 年就提出将PSF 与磺化聚砜 ( SPSF) 进行共混，制备合金膜。随后，吴开 芳、罗川南等对聚砜类材料与其磺化物共混制 备分离膜也进行了深入的研究。结果表明，共 混后分离膜孔径分布均匀且孔径较小，亲水性 较强，膜的截留率也有所提高。同时还发现分 离膜的截留和通量与共混体系中聚合物的相容 性以及其比例有关。 通过共混制备的合金膜的各项性能随着共混体 系的变化而变化。但是，通过实验研究，对各 个参数进行优化，确定其最佳组合，可以制得 性能更优，甚至具有某些新性能的分离膜。
聚砜类分离膜材料及其改性研 究进展
摘要
讨论了一些常用的聚砜类分离膜材料的结 构与性能，从共混、共聚和表面接枝改性 等方面对聚砜类膜材料的改性进行了详细 的阐述，对聚砜类膜材料的研究与应用前 景进行了展望。
聚砜类膜材料简介
聚砜类膜材料是近年来开发出的一类膜材料， 优点是刚性强、耐化学腐蚀和耐高温，弥补了 传统有机膜大多不耐高温、酸碱的缺点。因此， 聚砜类膜材料的发展非常迅速，现已成为了现 代工业中应用最广泛的高分子膜材料。 聚砜在现在的分离膜材料占有着主导地位，由 于该分子主链上含有砜基，导致这类聚合物具 有良好的热稳定性、化学稳定性、耐酸碱腐蚀 性能、优异的机械性能以及突出的抗蠕变性能。 但耐候性和耐紫外线稍差，属于疏水性膜材料， 在其结构性能方面也还需要改善。
聚砜类膜材料的改性PPT共20页
谢谢！
聚砜类膜材料的改性
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高风景ຫໍສະໝຸດ 澈。7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
改性聚砜
【改性聚砜(PS)中空膜】改性聚砜中空膜是老一代聚砜膜材料经过我公司改良的新型膜分离材料，通量、强度、抗污染能力等性能比老一代聚砜膜材料大大增强（几乎是原来的一倍）。
由于改性聚砜的截留分子量（3千、5千、6千、1万、2万、3万等）较广，特别适用于浓缩分离物料行业。
【主要膜性能参数】★ 膜外径：400μm★ 膜壁厚：20μm★ 截留分子量：3千、5千、6千、1万、2万、3万等★ 水通量：80~100L/h/m2(0.15Mpa,25℃)★ 使用PH值范围：1-14 【PP(Ｘ50/80改性PP)中空纤维膜】聚丙烯中空纤维膜是国际上新一代膜分离材料，具有强度高、耐强酸强碱、耐细菌腐蚀、耐温性能好、表面非极性、抗污染能力强、微孔均匀、单位表面积通量大等优点。
【主要膜性能参数】★ 膜外径：420~480μm★ 膜壁厚：40~50μm★ 微孔孔径：0.1~0.2μm★ 透气率：>8.0×10-2（cm3/cm2 ·S· cmHg）★ 孔隙率：40~50%★ 水通量：100~120L/h/m2(0.15Mpa,25℃)★ 使用PH值范围：1-14聚醚砜膜(PES) 系列折叠滤芯性能特点:◎膜堆由进口PES滤膜及进口导流层组成，具有优良的耐热性和耐化学性。
A型的外壳、中心杆及端盖均为进口聚丙烯材质；B型为端头耐高温型，一般用于温度较高的场合；C型为中心杆内衬不锈钢，可应用于耐高温的场所。
◎亲水性滤膜，孔径分布均匀,孔隙率高；◎高流率和微粒截留率；◎洁净环境生产；◎产品出厂之前经过100%完整性测试；◎滤芯符合FDA生物安全标准；◎具有良好的耐高温和耐酸碱性能；◎每支滤芯经完整性测试并经纯水冲洗；技术参数聚砜超滤膜组件技术说明1. PS聚砜膜技术数据(热原型超滤膜、生物型超滤膜)膜材料：PS(聚砜膜) 外形：中空纤维内径尺寸：250um-300um 外径尺寸：400um-450um 适应温度： 4℃-45℃PH：2-13切割分子量：6K/10K/20K/40K/50KD 工作压力：<0.25Mpa产水浊度 <0.1NTU 污染指数SDI 产水：<1.0 (10KD) 2. PS超滤膜组件技术参数型号图示外形尺寸(mm)UF-4020(PS)-RS 标准的4040反渗透膜壳, 超滤滤芯可以更换流量>400L/h （10KD）测试温度25℃, 选用膜为PS的10KD超滤膜组件, 工作压力为0.15Mpa4. 分离原理超滤技术是通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离。
聚砜类分离膜材料及其改性研究进展
用 ，可 以成膜 的有 机材 料很 多 ，一 般都 是具 有特 殊传 质功 能 的 高 分 子 材 料 ，主要 类 型 有 纤 维 素 及 其 衍 生 物 ，聚砜 类 ，聚 酰胺类 ，聚酰 亚胺 类 和其他 类别 。随
着科技 的发展 和 社会 的进 步 ，膜材 料不 断获 得 了新 的 发展 和新 的应 用 。
ｃ ｓ ｅ ． Ｔ ｅ ｐ ｌ ｓ ｌ ｎ ’ ｍｏ ｉ ｃ ｔ ｎ ｂ ｌ ｎ ｉ ｇ， ０ ｏｙ ｒ ａｉ ｎ ａ ｄ ｇ ａ ｔ ｇ ｐ ｌｍｅｉａｉ ｎ ｏ ｈ ｕ － ｕｓｄ ｈ ｏｙ ｕ ｆ ｅＳ ｏ ｄ ｆ ａｉ ｙ ｂ ｅ ｄ ｎ ｃ ｐ ｌ ｍｅ ｉ ｔ ｎ ｒ ｆ ｎ ｏ ｙ ｒ ｔ ｎ ｔ ｅ ｓ ｒ ｉ ｏ ｚ ｏ ｉ ｚ ｏ
的改性 进行 了详细 的阐述 ，对 聚砜类膜 材料的研究与应用前景进行 了展望 。
关 键 词 ：膜 材 料 ；聚 砜 ；改 性
中图分类号 ：Ｔ ３６ ５ ；Ｔ Ｏ ８ ８ Ｑ ２ ．５ Ｑ ２ ．
文献标识 码 ：Ａ
文章编号 ：１０ ０ ５—５７ （０ ２ １— ０ ５— ４ ７ ０ ２ １ ）Ｏ ００ ０
的膜 。 １ ２ 聚 醚砜 （ Ｅ ） ． Ｐ Ｓ
聚 醚砜 是 由苯基通 过 醚和砜 基连 接而 成 ，有 的文
械性 能 以及 突 出 的抗 蠕 变性 能 。但 耐 候性 和耐 紫外 线 稍 差 ，属 于疏水 性 膜材料 ，在其结 构 性能 方面 也还 需 要 改善 。典 型 的聚砜 类膜 材 料 主要有 以下 几种 结构 ：
Ｐｏ ｙ ｕｌｏ ｐ ｒ ｔｏ ｅ ｂｒ ｎ ｓ ａ ｌ ｓ ｆ ｎｅ Ｓｅ ａ ａ ｉ ｎ Ｍ ｍ ａ ｅ ｎｄ Ｔｈｅ ｒ Ｍ ｏ ｉ ｃ ｔｏ Ｄｅ ｅｏ ｍ ｅ ｔ ｉ ｄ ｆ ａ ｉ ｎ ｖ ｌ ｐ ｉ ｎｓ
血液净化用聚醚砜膜的改性研究
血液净化用聚醚砜膜的改性研究赵长生四川大学高分子学院，四川省成都市一环路南一段24号610065本文将对血液净化用聚醚砜膜的改性进行讨论。
首先，对聚醚砜膜的改性方法进行讨论，包括本体改性、表面改性和共混方法。
其次，分别讨论了本体改性和聚醚砜膜表面接枝改性方法，包括表面接枝生物大分子如DNA和蛋白质。
再次，主要针对共混改性方法进行讨论，包括直接共混亲水性共聚物、无规三元共聚物和两亲性三嵌段共聚物等。
重点讨论改性膜的亲水性，抗蛋白污染性能、血小板黏附性能、抗凝血性能和细胞相容性。
最后讨论改性聚醚砜中空纤维膜进行动物实验和临床试验研究结果。
关键词：聚醚砜膜，血液净化，改性，血液相容性聚醚砜（PES）由于有着良好的耐氧化性、热学、力学性能以及良好的成膜性能而得到广泛应用，尤其是近年来在血液净化领域得到广泛应用，如血液透析、血浆分离等领域[1]。
但是，聚醚砜的血液相容性并不是很理想，在血液净化过程中，通常需要加入肝素作为抗凝剂来防止凝血的发生。
因此有必要对聚醚砜进行改性，以提高其血液相容性。
Figure 1. Synthesis of PES with different functional groups聚醚砜膜的改性很多，主要包括本体改性、表面改性和共混方法。
改性的目的是提高膜的亲水性，降低蛋白吸附（提高抗蛋白污染性能）、抑制血小板黏附性能、提高抗凝血性能和细胞相容性。
（1）本体改性：主要包括磺化和羧基化。
由于氯磺酸磺化时可带上反应性的磺酰氯基团，因此可进一步反应接枝其它功能基团，如图1所示[2]。
Figure 2. The process of BSA grafting.Figure 3. Synthesis of the PVP-b-PMMA-b-PVP block copolymers（2）表面接枝改性：表面可接枝生物大分子DNA或蛋白质（牛血清白蛋白，BSA）。
表面接枝白蛋白BSA如图2所示[3]。
聚砜改性复合超滤膜材料的性能研究与膜孔结构表征
摘要
本文在综述了纳米纤维素研究现状及超滤复合膜材料制备与改性研究现状的基础上， 将 自制的纳米纤维素晶体加入到铸膜液中， 对聚砜膜进行共混改性， 利用浸没沉淀相转化工艺 制备出聚砜改性复合超滤膜材料。 文章系统地研究了聚砜改性超滤复合膜材料制备工艺的影 响因素，择出最佳的超滤复合膜的制备工艺条件为：聚砜质量分数18%、纳米纤维素质量分 数为0.3%、添加剂为聚乙二醇(PEG)、聚乙二醇分子量为1000、聚乙二醇质量分数为3%、凝 胶浴为水、凝胶浴温度为25℃、溶剂为N,N-二甲基乙酰胺。 同时，通过X-衍射、原子力显微镜、红外光谱对最佳制备工艺条件下制得的复合超滤膜 材料进行了特性表征。 重点研究了膜材料制备影响因素对超滤复合膜材料膜孔结构的影响， 通过铸膜液粘度的 测定、 膜材料孔隙率与平均孔径、 扫描电镜(SEM)照片的分析， 对超滤复合膜材料膜孔大小、 结构、形态与分布予以表征。
北京林业大学本科毕业论文（设计）
本毕业论文（设计）
（普通高等教育）
论文题目 聚砜改性复合超滤膜材料的性 能研究与膜孔结构表征
学
院
材料科学与技术学院 林产化学加工工程 06-1 班 060924104 田维乾 张力平 教授
专业名称 班 学 姓 级 号 名
指导教师
I
北京林业大学本科毕业论文（设计）
聚砜改性复合超滤膜材料的性能研究与膜孔结构表征
关键词：纳米纤维素，聚砜，复合超滤膜，膜孔结构
II
北京林业大学本科毕业论文（设计）
Study on the properties and the pore structure of the modified polysulfone composite ultrafiltration membrane materials
聚砜类膜材料的及应用PPT课件
[19] Mou Paul et al. Polymer 49 (2008) 2243-2252.
[20] B. Smitha International Journal of Hydrogen Energy 33 (2008) 4138–4146.
-
24
-
25
[3] Yutaka Matsumoto et al. Journal of Membrane Science 158 (1999) 55-62.
[4] Yilser Devrim et al. International Journal of Hydrogen Energy 34 (2009) 3467–3475.
[5] Se Joon Im et al. Korean J. Chem. Eng. 25(4) (2008) 732-737.
[6] F. Lufrano et al. Journal of Power Sources 179 (2008) 34–41.
[7] Gerhard Maier et al. Adv Polym Sci 216 (2008) 1–62.
可磺化
不可磺化
-
15
Referrence：1
C: vary the molar ratio of monomers （针对前磺化）
-
16
Referrence：1、19
3. 聚砜类磺化膜的应用
-
17
3.1 膜的类型
(1): 不对称膜 A: SPSF/TiO2 B: SPSF/PI ……
交联方法: 包括共价与离子交联
A: epoxy
(2): 复合膜 A: SPSF-Ceramic B: 中空纤维复合 ……
【管理资料】膜材料及表面改性汇编
2020/7/9
膜材料与膜过程
目前使用的大多数膜的材料是聚丙烯（PP）、聚乙烯， 聚偏氟乙烯、醋酸纤维素、聚砜、聚醚讽和聚氯乙烯等。 当这些膜与欲分离的物质相接触时，在膜表面和孔内的污 染物聚集，使得膜通量随运行时间的延长而下将，特别是 当聚合物膜材料用于生物医药领域中（如血液透析）时， 在膜表面吸附的蛋白质加速纤维性和抗生素碎片在膜表面 的聚集（血液相容性），导致一系列的生物反应，例如形 成血栓及免疫反应。因此，为了拓展分离膜的应用，通常 需要对膜材料进行改性或改变膜表面的物理化学性能，赋 予传统分离膜更多功能，增大膜的透水性，提高膜的抗污 染性，改善膜的生物相容性。对膜材料的改性的方法有物 理改性和化学改性。
织布：经纱和纬纱相互交错或彼此浮沉的规律 不织布：又称无纺布，是由定向的或随机的纤维而构成，是新一代环保材料。
2020/7/9
膜材料与膜过程
2.1.4 聚烯烃类
（1）聚乙烯
低密度聚乙烯：由乙烯在高压下经自由基聚合而得，由于聚合时加入 少量CO，故在分子链中有共聚的—CO存在，因此低密度聚乙烯具有 高度支化结构，并不是线性聚合物。低密度聚乙烯在拉伸时产生狭缝 状微孔，可用来制成微滤膜。低密度聚乙烯熔融纺出的纤维可以压成 无纺布，用于超滤膜等的低档支撑材料。
（4）耐高温，一般均可以在400℃下操作，最高可达800 ℃。
不足之处在于造价较高，并且无机材料脆性大，弹性小，给膜的成型 加工及组件装备带来一定的困难。
2020/7/9
膜材料与膜过程
2.2高分子膜材料表面改性
膜分离技术具有设备简单，操作方便，无相变， 无化学变化，处理效率高和节能等优点，作为一 种单元操作日益受到重视，已在海水淡化、电子 工业、食品工业、医药工业、环境保护和工程领 域得到广泛的应用。然而，随着膜技术的发展， 人们对膜材料的性能不断提出新的要求，其中改 善膜的亲水性，提高膜的抗污染能力已成为有待 解决的迫切问题。
磺化聚砜共混改性膜的研制与性能
磺化聚砜共混改性膜的研制与性能超滤膜以分离条件温和、分离效率高、优良的食品安全性能、环保、操作简便以及易于工业放大等优点广泛地被应用于医药制品、食品工业、血液处理和水处理等领域。
目前,国内工程项目所用的膜元件大多都是从德国、美国进口的,费用昂贵且使用寿命不长,这严重的制约了我国膜产业的发展进步。
聚砜类材料是应用的很多的一类膜材料,是膜材料研究的热点,这类树脂具有优良的抗氧化性、热稳定性和高温熔融稳定性,此外聚砜类材料还具有优良的机械性能、电性能、透明性和食品卫生性。
但它亲水性差的缺点也是很明显的,而且抗污染能力较弱。
为了改进聚砜膜性能的不足,本文选用聚砜为基础材料对其进行磺化改性,以二氯乙烷为溶剂,发烟硫酸为磺化试剂对PSF进行磺化。
采用傅立叶红外(FT-IR)对磺化产物进行了表征,证实成功实现了PSF的磺化,并用酸碱滴定确定了 SPSF的磺化度。
通过磺化反应得到了磺化聚砜,考察了磺化剂用量、磺化温度和磺化时间对磺化聚砜的磺化度的影响。
确定了在磺化温度为45.0℃,磺化时间为1.00h的条件下制得的磺化聚砜的磺化度为30.0%左右。
在改性过的磺化聚砜中加入纳米SiO2,采用相转化法制备了SiO2/磺化聚砜共混膜,以水通量和对牛血清白蛋白的截留率为性能指标,考察了有机溶剂的选择、磺化聚砜浓度、铸膜液温度、纳米SiO2的浓度、纳米SiO2的分散工艺、制膜液的脱泡工艺、凝胶浴温度等制膜工艺对膜性能和结构的影响。
得出最佳工艺条件:把3.00%的SiO2通过机械搅拌30.0min均匀分散在N-甲基吡咯皖酮(NMP)中,在45.0℃下与22.0%磺化聚砜充分搅拌溶解,将铸膜液在30.0℃下真空消泡24.0h,以45.0℃的温度刮制在无纺布上,在空气中滞留50.0s后,浸入纯水凝胶浴成膜。
所得添加改性膜在保证对BSA截留率为90.0%以上的基础上,使水通量进一步提高,解决了超滤膜水通量与截留率不可兼顾的难题,大大提升了超滤分离效率。
聚砜膜孔径的调节
聚砜膜孔径的调节
聚砜膜是一种广泛应用于分离、过滤和渗透的膜材料，其孔径的大小对膜的性能有着重要影响。
孔径的调节是制备高性能聚砜膜的关键步骤，对于实现膜分离、过滤和渗透等应用具有重要意义。
聚砜膜孔径的调节方法
1. 化学改性：通过改变聚砜膜的化学组成，可以调节其孔径大小。
例如，在聚砜树脂中加入第三单体，可以改变聚合物的结晶度和分子间作用力，进而影响孔径大小。
2. 物理改性：利用物理手段，如温度、压力、电场、磁场等，可以调节聚砜膜的孔径大小。
例如，在聚砜膜的制备过程中施加压力，可以使聚合物链在成型过程中更紧密地堆积，从而减小孔径。
3. 制备条件优化：通过优化聚砜膜的制备条件，如温度、浓度、溶剂类型、聚合时间等，可以调节其孔径大小。
例如，提高聚合温度可以使聚合物链活动性增加，有利于形成较小的孔径。
4. 复合改性：将聚砜与其他材料复合，利用不同材料的性能优势，可以实现聚
砜膜孔径的调节。
例如，将聚砜与无机纳米粒子复合，可以利用无机纳米粒子的填充作用减小孔径。
聚砜膜孔径的调节是制备高性能聚砜膜的关键步骤。
通过化学改性、物理改性、制备条件优化以及复合改性等方法，可以有效调节聚砜膜的孔径大小，实现膜分离、过滤和渗透等应用的高效性和稳定性。
未来的研究工作需要进一步深入探索各种方法对聚砜膜孔径调节的效果和机理，以期制备出性能更优异的聚砜膜材料。
PVP接枝PSF聚砜膜的亲水性改性
1 引言膜分离工程是一门科学，是人类在生产和科学领域中的一大进步。
用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法，统称为膜分离法。
膜分离法可用于液相和气相组分分离。
对于液相分离，可用于水溶液体系、非水溶液体系、水溶胶体系以及含有其他微粒的水溶液体系[1]。
膜分离过程是一种新型、节能、不涉及相变的分离过程，它与过滤过程相类似，驱动力是压力或电场。
为提高传质速率，有时需要加温，但总的能耗则大大降低，因此在水资源的再利用、纯水超纯水制备、特别是从废水废气回收相应资源直接保护环境方面得到了广泛应用。
对分离膜的研究，膜材料、制备技术是研究的重点。
膜材料的发展很快，总体上分为两类：一是高分子分离膜材料，包括有纤维素衍生物类、聚砜类、聚酰胺类、聚酰亚胺类、聚酯类、聚烯烃类、乙烯类聚合物、含硅聚合物、含氟聚合物、甲壳素类等；二是无机膜材料，包括致密金属材料和氧化物电解质材料、多孔材料等。
聚砜类材料是应用得很多的一类膜材料，是膜材料研究的热点。
聚砜类树脂是聚砜是一种热塑性工程塑料，是一类在主链上含有砜基和芳环的高分子化合物，主要有双酚A-型聚砜、聚芳砜、聚醚砜、聚苯硫醚砜等。
从结构上可以看出，砜基的两边都有苯环形成共轭体系，由于硫原子处于最高氧化状态，在高温下也保持优良的力学性能，长期使用温度为160℃，短期使用温度190℃，加之砜基两边高度共轭，所以这类树脂具有优良的抗氧化性、耐水解、热稳定性和高温熔融稳定性。
此外聚砜类材料还具有优良的机械性能、电性能、透明性和食品卫生性。
因而，在超滤、微滤、反渗透、气体分离、醇/水分离、烯烃/烷烃分离、固定化载体、血液透析等方面得到了广泛应用。
不同的膜有不同制备技术，目前大多数工业应用中还是以有机高分子非对称膜为主，主要包括两类：相转化膜和复合膜。
相转化膜的制备方法主要有溶剂蒸发法、水蒸气吸入法、热凝胶法、沉浸凝胶法等；复合膜的制备方法第 1 页共 30 页主要有高分子溶液涂敷、界面缩聚、原位聚合、等离子体聚合等。
共混改性聚砜分离膜制备及其性能研究
共混改性聚砜分离膜制备及其性能研究本论文以聚砜(PSF)为成膜主材料,分别加入聚全氟乙丙烯(FEP)和氧化石墨烯(GO),制备了共混改性PSF/FEP疏水膜和PSF/GO中空纤维纳滤膜,并分别应用于油包水乳液分离和染料废水脱盐浓缩领域。
通过非溶剂相转化法(NIPS)成功制备了超疏水PSF/FEP复合膜,从膜形貌、粗糙度、接触角、力学性能和通透性能等方面研究了 FEP含量对PSF/FEP膜结构和性能的影响。
结果表明,当FEP含量为9 wt.%时,膜的表面粗糙度为0.712μm,水接触角达到153.3°,表现出良好的超疏水性能。
PSF/FEP复合膜用于油包水乳液分离实验,结果表明,PSF/FEP复合膜对煤油乳液和柴油乳液具有很高的分离效率,分别达99.79%和99.47%。
通量和分离效率在10次循环后变化不大,表明PSF/FEP复合膜具有良好的抗污染性能。
通过NIPS法一步成形制备了 PSF/GO中空纤维纳滤膜,并研究了 GO 含量对膜结构和性能的影响。
结果表明,GO的加入改善了 PSF/GO中空纤维纳滤膜的亲水性能、机械强度和通透性能。
PSF/GO中空纤维纳滤膜外表面作为选择性功能层,较为密实,具有良好的分离性能;而膜内表面孔结构则较为疏松,疏松的膜孔结构降低了对水的阻力从而使得膜通量增加。
当GO含量为0.16wt.%时,PSF/GO中空纤维纳滤膜的综合性能较为优异,因此选用M-2膜对刚果红,直接黄24和酸性橙10三种染料进行脱盐浓缩实验,在0.2 MPa操作压力下通量分别为 95.4,98.7 和 101 L·m-2·h-1,截留率分别为99.9%,99.8%和 78.5%。
而 PSF/GO中空纤维纳滤膜对无机盐的截留率较低,可以很好的将染料废水中染料和无机盐进行分离浓缩。