聚砜膜的制备及其性能研究
聚砜超滤膜的制备及结构性能研究
聚砜超滤膜的制备及结构性能研究
邹高辉;陈寅生
【期刊名称】《过滤与分离》
【年(卷),期】2007(017)004
【摘要】实验以低分子量的PEG作为添加剂制备聚砜超滤膜.通过不同低分子量和不同含量的PEG加入,改变了膜结构性能.制膜液由聚砜(PSf)/二甲基乙酰胺(DMAc)/聚乙二醇(PEG)组成.通过水通量、截留率和电镜图来评价添加剂对膜的性能结构影响.
【总页数】4页(P11-14)
【作者】邹高辉;陈寅生
【作者单位】东华大学环境科学与工程学院,上海,201600;东华大学环境科学与工程学院,上海,201600
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028.8
【相关文献】
1.用聚砜和磺化聚砜超滤膜处理含油污水的研究 [J], 徐英;李发永
2.氯甲基化聚砜/聚砜共混超滤膜的制备 [J], 谭翎燕;谭群燕;张浩勤;陈卫航;刘金盾
3.聚砜/双酚A聚硫酸中空纤维超滤膜的制备及性能表征 [J], 张晨;张佳欣;关子奇;周博渊;刘圣慧;刘敏;;;;;;
4.原位合成法制备高通量聚砜超滤膜及其性能研究 [J], 王开珍;王书浩;李韵浩;周
勇;高从堦
5.聚砜-磺化聚砜共混超滤膜的研究 [J], 续曙光;李静;刘忠洲;刘廷惠
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聚砜平板超滤膜的制备及性能优化
图象分析软件进行两色处理和分析，分别获得膜孔 降，小于 14%时，截留率急速下降。
径、膜孔密度及膜面孔隙率等膜结构参数的统计值[3]。
这是因为聚合物含量过低或过高将导致形成较
2 结果与讨论
大的网络孔或聚合物聚集体，从而引起膜孔径变大，
ÂÃÄÁÁÂÂÃÄÁÁÂ 2.1正交试验
首先采用正交试验确定 PSF 平板超滤膜制备
的影响。结果表明，最优化制膜条件为：PSF 和 PVP 的质量分数分别为 13.5%和 3%，溶剂为二甲基亚砜和二甲基甲
酰胺混合物且体积比为 1:5，蒸发时间为 10 s。在此条件下，膜将保持原有高截留率并使纯水通量得到较大提高。
关键词：聚砜；超滤膜；制备；膜通量；截留率
中图分类号：TQ028.8
文献标识码：A
摘 要：采用相转化法制备聚砜（PSF）平板超滤膜，通过正交试验确定了较佳制膜条件和各影响因素对膜性能的影
响程度（PSF 含量 > 溶剂种类 >PVP 含量 > 蒸发时间）。在综合考虑经济性和膜性能优化的前提下，由单因素试验探
讨了 PSF 含量、添加剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）含量及第 2 种溶剂 N- 甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜的添加量对膜性能
比正交试验所制备膜的纯水通量提高 10 L·m-2·h-1。 原有的截留性能大于 90%，并且比正交试验所制备
ÂÃÄÂÃÄÁÁÂÂÁÁ对其膜表面进行SEM扫描及利用图像软件分析可
得，膜孔密度和孔隙率相应减少，平均孔径有所增 大，结果见表 2。
综合考虑 PVP 投加量和膜性能的优化，则以该 值为标准选择最佳 PVP 质量分数为 2.5%。 2.2.3 第 2 溶剂、PSF 含量对膜性能的影响
的较佳条件及各因素的影响程度。按 4 因素 3 水平
聚砜的制备方法、性能及应用[资料]
![聚砜的制备方法、性能及应用[资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/b1b24b413d1ec5da50e2524de518964bcf84d29e.png)
聚砜的制备方法、性能及应用一、名称聚砜英文名称：Polysulfone简称：PSF二、结构式双酚A聚砜：三、制备方法聚砜的制备过程大致如下：将双酚A和氢氧化钠浓溶液就地配制双酚A钠盐，所产生的水分经二甲苯蒸馏带走，温度约160度，除净水分，防止水解，这是获得高分子量聚砜的关键。
以二甲基亚砜为溶剂，用惰性气体保护，使双酚钠与二氯二苯砜进行亲核取代反应，即成聚砜。
四、性能(一) 物理性能PSF是略带琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，力学性能优异，刚性大，耐磨、高强度，即使在高温下也保持优良的机械性能是其突出的优点，其范围为为-100~150℃, 长期使用温度为160℃,短期使用温度为190℃,热稳定性高,耐水解,尺寸稳定性好,成型收缩率小, 无毒,耐辐射,耐燃,有熄性。
在宽广的温度和频率范围内有优良的电性能.（二）化学性能聚砜PSU化学稳定性好除浓硝酸、浓硫酸、卤代烃外，耐酸、碱、盐溶液并且耐洗涤剂、油以及醇类，甚至在有压力高温条件下也行。
它不耐于极性溶剂如酮、卤代烃以及芳烃。
在酮、酯中溶胀。
（三）加工性能聚砜可采用注射、挤出、吹塑、旋转等各种方法成型。
通用级、熔化流动级适用于注射、挤出成型；高分子量的型号可采用吹塑、挤出成型。
树脂本身呈透明琥珀色并可以着色。
也可与玻璃纤维、无机填料、碳纤维以及氟塑料制成复合物。
聚砜在成型过程中对剪切速率不敏感，粘度较高，熔融流动中的分子定向较低，易获得均匀的制品，易进行规格和形状的调整，适合于挤出成型加工异形制品。
聚砜的注塑工艺特性：PSU是非结晶型聚合物，无明显熔点，Tg为190℃，成型温度在280℃以上。
制品呈透明性。
PSU的成型特点与PC相似。
熔体的流动特性接近牛顿流体、聚合物熔体粘度对温度较为敏感。
当熔体温度超过330℃时，每提高30℃，熔体粘度可下降50%。
聚砜的流动性：在当剪切速率较低时，低密度聚乙烯与聚苯乙烯的熔融粘度要高于聚砜和聚碳酸酯。
但随着剪切速率增加，由于流动方向的定向度降低，LDPE和 PS的熔融核度急剧下降，而PC和PSF的变化不大。
聚砜膜的制备及在含pvp工业废水中的应用
聚砜膜的制备及在含pvp工业废水中的应用
聚砜膜是一种优良的分离材料，具有良好的耐化学性能和疏水性能，因此得到了广泛
应用。
本文通过溶液浇铸法制备聚砜膜，并考察了其在含PVP工业废水中的处理效果。
实验方法
对含PVP工业废水处理实验的过程是，先将工业废水中的悬浮物过滤掉，然后将聚砜
膜放入废水中，经过一定时间静置后取膜。
实验结果与分析
制备得到的聚砜膜形状规则、表面光滑、色泽透明。
使用Scanning electron microscopy（SEM）对膜的表面形貌进行了观察，发现膜表面均匀、无毛刺或裂纹，呈现出典型的平滑表面结构。
应用实验中，含PVP工业废水的COD污染物浓度为650mg/L，PH=7.2，空气温度为25℃，湿度为70%。
将聚砜膜放入废水中，经过24小时的静置，取出膜进行COD测定。
实验结果显示，经过聚砜膜处理后，含PVP工业废水的COD污染物去除率为92.3%。
这说明，聚砜膜具有良好的污染物分离和过滤能力，可以很好地应用于工业废水处理中。
结论
通过本次实验，成功制备出了一种质量稳定、形状规则、表面光滑的聚砜膜，并验证
了其在含PVP工业废水处理中的应用效果。
结果表明，聚砜膜可实现高效、可靠的工业废
水处理，具有很好的应用前景。
ZIF-8阵列-聚砜混合基质膜的制备及CO2-N2分离性能研究
ZIF-8阵列-聚砜混合基质膜的制备及CO2-N2分离性能研究ZIF-8阵列/聚砜混合基质膜的制备及CO2/N2分离性能研究摘要：随着环境污染问题的加剧，CO2/N2分离已成为研究热点。
本研究通过水热法制备了ZIF-8阵列纳米颗粒，并将其与聚砜混合制备成膜，并对其CO2/N2分离性能进行了研究。
研究结果表明，ZIF-8阵列/聚砜混合基质膜具有较好的CO2/N2分离性能，CO2的分离系数达到了42.5，而N2的分离系数仅为2.5。
本研究可为CO2/N2分离膜的制备及应用提供一定的参考依据。
关键词：ZIF-8阵列，聚砜，混合基质膜，CO2/N2分离性能1.引言二氧化碳（CO2）是人类活动所排放的重要温室气体之一，对全球气候变化产生了重大影响。
而氮气（N2）则是空气中的主要组成部分，其分离与回收具有重要的应用价值。
因此，CO2/N2分离已成为研究热点。
目前常用的CO2/N2分离方法主要包括压力摩擦等渗法、渗透气法、非均相渗透法等。
其中，基于膜的分离技术由于具有分离效率高、操作简单、设备投资低等优势而备受关注。
然而，传统的聚合物膜材料具有选择性较低、气体通量低等诸多缺点，而金属有机骨架材料（MOFs）则具有孔径可调、表面积大、储气性能好等优点，并具有良好的应用前景。
本研究通过水热法制备了ZIF-8阵列纳米颗粒，并将其与聚砜（PSF）混合制备成膜，并对其CO2/N2分离性能进行了研究，以此探究ZIF-8阵列/聚砜混合基质膜的应用价值。
2.实验部分2.1 实验材料聚砜（PSF）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、氨水、乙酸铜、对苯二甲酸（H2BDC）等试剂均为优级试验试剂，供应商为天津博远化工有限公司。
2.2 实验方法（1）ZIF-8阵列的制备将H2BDC溶于NMP中，搅拌至完全溶解储备。
随后，将适量乙酸铜和氨水加入以上混合液中，并调节pH至10，放置在水浴中反应1h，得到无色沉淀。
将沉淀离心、洗涤并干燥后，烧脱模板，得到ZIF-8阵列纳米颗粒。
聚砜中空纤维超滤膜的制备及其性能的分析.pdf
表３—４：以ＰＶＰ为添加剂的中空纤维膜的各成分组成表
ＰＶＰ（％）ＰＳＦ：ＤＭＡＣ
６％８％１０％１２％１４％１６％１６：７５１６：７５１６：７５１６：７５１６：７５１６：７５
３．２．１．１ＰＶＰ浓度对聚砜中空纤维膜渗透，陛能的影响
聚乙烯吡咯烷酮（ＰＶＰ）是水溶性的高分子添加剂，它的添加不仅提高膜的亲水性，可以减少因溶质在膜表面的吸附和沉积而造成的膜污染，还改变了制膜液相平衡关系，从而影响成膜的结构和性能。
ＰＶＰ浓度对中空纤维膜渗透性能的影响如图３．４所示，随着ＰＶＰ浓度的增加，纯水通量显著上升，而截留率下降。
一方面，ＰＶＰ和ＰＳＦ为非相容性聚合物，由于ＰＶＰ的加入，将会在皮层形成更多的聚集体孔，而且随着ＰＶＰ浓度增加，其在纺丝液中形成的聚集体会增大、增多，使表层的孔隙率增加，从而降低膜的阻力，使水通量上升，截留率下降【５６】。
摹
宙
ｒＶＰｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（％）
图３—４：ＰＶＰ浓度对中空纤维膜渗透性能的影响
另一方面，ＰＶＰ是亲水性表面活性剂，使纺丝溶液的表面张力降低，当纺丝溶液进入凝固浴后，凝固浴中的非溶剂迅速进入纺丝溶液，在中空纤维膜皮层形成贯通孔，且易导致大孔的生成，且皮层变薄，因此膜的纯水通量提高，截留率下降。
２８。
聚砜超滤膜的制备及结构性能研究
Experimental聚砜超滤膜的制备及结构性能研究Introduction实验以低分子量的聚乙二醇（PEG）作为添加剂制备聚砜超滤膜, 通过加入不同低分子量和不同含量的PEG , 改变膜的结构性能。
制膜液由聚砜( PSf) /二甲基乙酰胺(DMAc) /聚乙二醇( PEG) 组成。
通过水通量、截留率和电镜图来评价添加剂对膜的性能结构影响。
2.1 实验装置和药品1 真空泵;2 放气阀;3 缓冲罐;4 U 形压差计;5 真空表;6 滤液收集器;7 超滤膜装;8 进水2.3.1 膜通量和截留率——膜通量膜通量表示一定压力下单位时间内通过单位膜面积的溶液体积流量。
记录一定时间内通过膜的蒸馏水的体积, 按下式计算膜的水通量:J = V/(A·t)式中: J 为膜的水通量,L/(m2·h);V 表示透过液的体积, m3;A 为膜的有效面积, m2;t 为透过时间, h。
2.3.2 膜通量和截留率——截留率截流率是膜性能表征的另一个重要指标, 表示膜对某种溶质的截留能力。
在测试完纯水通量后, 直接测定膜对蛋白溶液的截留率。
蛋白质的浓度采用TV-1810 型紫外分光光度计测定280 处的紫外吸光度后对比滤过液与原液的吸光度值来表征。
用下式计算:R = ( 1- A/AO)×100%式中: R 为膜的截留率, %;A 透过液牛血清蛋白的吸光度;A0 为牛血清蛋白原液的吸度。
Rrsults & Discussion3.1.1 同一分子量不同含量PEG 对膜性能（F/R）的影响随着PEG 的含量的增加, 膜的通量和截留率都呈上升的趋势, 但由于PEG 添加的分子量的不同使通量增加的幅度不同, 对截留率的变化影响也有差别, 这与PEG800 对膜的通量和截留率的影响效果是一样的。
3.1.2 不同浓度PSF含量与不同分子量PEG 对膜性能的影响聚砜浓度和添加剂对成膜性能有很大影响, 聚砜浓度的增加, 使得膜表层致密和厚度增加, 使得膜的水通量减小而截留率增大。
新型抑菌聚砜超滤膜的制备及性能
性 能膜 材料 的研 究 开辟新 途 径．
１ 实 验 部 分
１ １ 试 剂 与仪器 ． 聚砜 （ Ｓ ， 子量 ３ ０ ） Ｂ ａｆ 司 ；甲基 丙 ＰＦ 分 ５ ０ ， ｂ ｓ公
烯 酸 甲酯 （ ＭＭＡ） 分 析纯 ， 津市博 迪 化工 有 限公 ， 天 司 ；Ｎ． ４羟 基 ．一 氧 基 苯 甲 基 ）丙 烯 酰 胺 （一 ３甲
最佳 ， ５ｍ ／ 对 ｇ Ｌ腐殖酸溶液 的稳定水通 量为 １２２Ｉ ｍ ｈ ， ２ ． Ｍ（ ・ ） 截留率为 ８ ． ％ ， ４４ 与未添加Ｐ Ｈ Ｃ— 的超 （ —ＯＭ） 滤膜 相 比， 分别提高 了 １． ％和 ９ ２ ９２ ． ％．改 性超 滤膜具有 较强 的抑菌性 能 ，当 Ｐ Ｈ Ｃ— 含 量为 １０ （ —ＯＭ） ． ％时 ，
２ １ １０ ３ 资 助 ． ０ １３２ ） 联 系 人 简 介 ： 从 增 ，男 ，教授 ，中 国科 学 院 院 士 ，主要 从 事 膜 法 水 处 理 技 术 研 究 ．Ｅ ｍ ｉ ａｃ ｅ ｍａ ．ｚｚ．ｎ 高 － ａｌ ｏｊ ＠ ｉ ｈ ．ｊｃ ：ｇ ｉ ｌ 徐 佳 ，女 ， 士 ， 师 ，主要 从事 膜 法海 水 淡 化 预 处 理 技 术 研 究 ．Ｅｍ ｉ： ｉ ｉｉ＠ １３ ｃｒ 博 讲 －ａｌ Ｊ ｐｐ２ ６ ．ｏ ａ ｎ
高 等 学 校 化 学 学 报
安谱 科 学仪器 有 限公 司 ； 大肠 杆 菌 （ ｓ ｅｃｉ ｃｌ ，中国海 洋大 学海 洋生命 学 院微 生 物实验 室提供 ． Ｅｃ ｒ ｈ ｏｉ ｈｉ ａ ） Ｕ 一４０紫外一 Ｖ２５ 可见 分光 光度 计 ，岛 津仪 器 有 限公 司 ；Ｓ ８０型 扫 描 电子 显微 镜 ，日本 日立 有 限 －０ ４ 公 司 ； Ｓ １０型接 触角 测定 仪 ，德 国 克 吕士公 司 ； ｅｓｒ７型红 外 光 谱 仪 ，德 国耐 驰 仪 器 制 备 有 限 Ｄ Ａ０ Ｔ ｎｏ ２
聚砜膜的制备及其性能研究
《聚砜膜的制备及其性能研究》2023-10-26•引言•聚砜膜的制备•聚砜膜的性能表征目录•聚砜膜的应用领域•研究结论与展望•参考文献01引言聚砜材料的应用聚砜作为一种高性能的工程塑料，在电子、汽车、航空航天等领域得到广泛应用。
然而，聚砜膜在某些领域的应用中存在一些限制，如高成本、低产量等，因此研究聚砜膜的制备及其性能具有重要意义。
要点一要点二聚砜膜研究现状目前，对于聚砜膜的研究主要集中在提高其性能、降低成本以及拓展应用领域等方面。
然而，仍存在一些问题需要进一步研究和探讨，如制备工艺不成熟、性能不稳定等。
研究背景与意义研究目的本课题旨在研究聚砜膜的制备工艺，优化制备条件，提高膜的性能和产量，同时探究聚砜膜的结构与性能关系，为拓展其应用领域提供理论支持和实践指导。
研究内容本研究将从以下几个方面展开：（1）聚砜膜制备工艺的研究；（2）聚砜膜性能的表征与测试；（3）聚砜膜结构与性能关系的研究；（4）聚砜膜的应用领域拓展研究。
研究目的与内容研究方法本研究将采用实验研究法，通过制备不同工艺条件下的聚砜膜，对其性能进行表征和测试，同时研究其结构与性能关系。
研究手段本研究将综合运用文献调研、实验研究、数据分析和理论分析等方法，具体包括：（1）搜集和整理聚砜膜的相关文献资料；（2）设计和制备不同工艺条件下的聚砜膜；（3）利用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、万能材料试验机等设备对聚砜膜的性能进行测试和表征；（4）通过X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）等技术手段研究聚砜膜的结构；（5）运用数据分析和理论分析方法对实验结果进行处理和研究。
研究方法与手段02聚砜膜的制备1原料及试剂23聚砜树脂是一种高性能的工程塑料，具有优异的热稳定性、化学稳定性和机械性能，是制备聚砜膜的主要原料。
聚砜树脂溶剂是制备聚砜膜的重要试剂，需要选择与聚砜树脂相容性好、挥发性适中的溶剂。
溶剂根据需要，可能还需要添加交联剂、催化剂等其他化学试剂。
聚砜膜的制备及其性能研究
聚砜膜的制备及其性能研究王建琴【摘要】：聚砜膜由于具有优良的渗透性、耐温性、耐溶剂性和较高的机械性能等优点,在超滤、微滤、反渗透、醇/水分离、烯烃/烷烃分离、气体分离、血液透析等方面得到了广泛的应用。
本论文主要研究了聚砜平板膜、中空纤维膜的制备与结构性能调控。
在分析国内外血液透析膜结构的基础上,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、水、聚乙二醇(P EG)为添加剂,采用浸入沉淀相转化法制备聚砜平板膜和中空纤维膜。
通过改变聚合物浓度、制膜液温度、添加剂种类、添加剂含量、空气间隙等方法调控膜结构。
实验发现,添加剂和空气间隙这两者对膜结构的影响较大,添加剂含量越大,膜截面海绵状越明显;空气间隙增大,外表面孔也增大,但有一极值。
以膜的水通量、BSA截留率、扫描电镜(SEM)、膜的拉伸强度、断裂强度等表征了聚砜膜的结构和性能。
得出了制备具有优异性能、截面为海绵状结构、外表面具有高孔隙率的聚砜膜的成份配比及工艺参数。
在聚砜含量20%,PVP含量10%,PE G-800含量12%,凝固浴为水、温度30℃,空气间隙30cm的条件下,制备出纯水通量达100 L/h·m~2以上,截面为海绵状、外表面为高孔隙率的聚砜中空纤维膜。
另外,为了在聚砜膜表面进行脂肪酶的固定化,采用静电纺丝法来提高膜的比表面积,制备了纳米(或亚微米)尺寸的聚砜纤维复合膜。
考查了不同工艺条件(电压大小、溶液流速、喷丝头到接收屏的距离等)、不同添加剂以及添加剂浓度以及不同的后处理方法对纤维形态结构的影响。
以SEM表征纤维表面形态及纤维的直径。
发现溶液流速增大、接收距离减小、添加剂浓度增加都会使纤维直径变大;电压大小及后处理都会对纤维形貌有一定影响。
研究了脂肪酶活性在不同温度、pH值条件下的变化以及固定化脂肪酶的热稳定性,发现与自由态的脂肪酶相比,吸附固定化的脂肪酶活性最大值向低pH值方向偏移,最适温度提高了将近10℃,而热稳定性也有了较明显的提高。
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。
聚砜膜的制备及其在垃圾渗滤液处理中的应用
聚砜膜的制备及其在垃圾渗滤液处理中的应用崔韬【摘要】：聚砜由于具有优良的渗透性、耐温性、耐溶剂性和较高的机械性能等优点,在微滤、超滤、反渗透、醇/水分离、烯烃/烷烃分离、气体分离、血液透析、废水处理等方面得到了广泛的应用。
本文以聚砜(PSF)为膜材料、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为溶剂、低分子量的聚乙二醇(PEG)为添加剂,超滤水为凝固液,通过不同质量含量的聚砜(14%、16%、18%)、不同分子量、不同含量的聚乙二醇(600、800、1 000),配置不同组成的制膜液,采用浸入沉淀相转化法制备超滤膜。
对不同组成和温度条件下制膜液的粘度、膜的厚度和膜的力学性能等物理性能进行了测试与研究。
用自制超滤膜装置测定了膜的纯水通量和截留率,用扫描电镜观察膜的表面形态和断面结构,研究了各影响因素对膜结构性能的影响,从而得到本研究范围内最优制膜工艺。
结果表明:随着聚砜含量的增大,膜厚度、断裂强度增大;膜的通量逐渐减小而截留率逐渐增大;不同分子量的聚乙二醇作为添加剂所成膜的性能结构有所不同,同时聚乙二醇的含量也对膜的性能结构有着重要影响,分子量和含量增大,膜的纯水通量增大,但降低了膜的截留性能;两者对膜的结构的影响作用类似,膜的表面没有明显的孔结构。
根据正交实验结果分析,得到本实验研究范围内最优聚砜膜的制备配比:聚砜含量16%,聚乙二醇分子量800为添加剂且含量为10%。
为进一步提高聚砜超滤膜的亲水性能,提高其抗污染性,对实验制备的聚砜膜进行了改性。
在不影响膜本身性能的条件下,不加任何光敏剂,以500ml/L乙醇溶液为改性剂,直接对膜表面进行紫外光辐照,从而改变聚砜膜的表面结构。
主要考察了辐照时间对聚砜膜的性能结构的影响,研究了膜辐照前后断裂强度的变化,通过表面接触角测定仪、红外分析仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)、改性膜的纯水通量和截留性能等方法来表征膜辐照前后的结构性能变化。
研究表明:聚砜膜断裂强度经辐照后强度变小,但是降低幅度不大;在乙醇溶液中紫外辐照后,开始纯水通量提高而截留率降低,但降低幅度不大,时间增加到一定时通量又降低,截留率变化也不大;表面接触角随辐照时间的增长而减小,表明改性后膜表面的亲水性得到明显改善;通过FTIR分析证实在聚砜膜表面产生了新的官能团;SEM实验证实反应只发生在聚砜膜的表面而非膜内部。
聚砜膜的制备及其性能
汇报人： 2023-11-29
目 录
• 聚砜膜简介 • 聚砜膜制备工艺 • 聚砜膜结构与性能表征 • 聚砜膜在各个领域中的应用案例 • 聚砜膜改性研究进展及挑战 • 未来发展趋势与展望
01
聚砜膜简介
聚砜膜定义与特点
定义
聚砜膜是一种由聚砜树脂制成的薄膜材料，具有优异的物理、化学和机械性能。
生物医学领域
生物制药
聚砜膜具有优异的生物 相容性和耐化学性，可 用于生物制药过程中的 分离纯化，提高药物纯 度和产量。
人工器官
聚砜膜可制作成人工肾 、人工肝等人工器官， 用于替代或部分替代人 体器官功能，提高患者 生活质量。
生物组织工程
聚砜膜可作为生物组织 工程中的支架材料，用 于培养细胞、构建组织 等，促进组织再生和修 复。
特点
聚砜膜具有高强度、高韧性、优异的耐化学腐蚀性和热稳定性等特点，同时还具有良好的透明性和电绝缘性。
聚砜膜应用领域
分离膜
聚砜膜作为分离膜广泛应用于水 处理、食品加工、医药等领域， 用于去除水中的溶解物、悬浮物
和微生物等。
包装材料
聚砜膜作为包装材料，具有优异的 阻隔性能和机械性能，可用于食品 、药品等包装领域。
02
机械性能
采用拉伸测试和动态热机械分析（DMA）等方法测定聚砜膜的拉伸强
度、断裂伸长率和模量等机械性能，以评估其在实际应用中的耐用性。
03
热稳定性
通过热重分析（TGA）和差热扫描量热法（DSC）等方法测定聚砜膜的
热分解温度和玻璃化转变温度，评估其在高温环境下的稳定性。
化学稳定性评估
耐化学腐蚀性能
应用拓展研究
随着科技的进步和社会的发展，聚砜膜的应用领域也在不 断拓展。研究人员正在探索聚砜膜在新能源、环保等领域 的应用。
聚砜材料的制备及其性能研究
聚砜材料的制备及其性能研究聚砜材料是一种高性能工程塑料，具有优异的耐热、耐磨、耐腐蚀等性能，广泛应用于航空航天、汽车、电子、医疗等领域。
本文将介绍聚砜材料的制备方法和性能研究。
1. 聚砜材料的制备方法聚砜材料可以通过不同的制备方法得到，常见的制备方法有溶液吸附、热压缩成型和聚合等。
1.1 溶液吸附法溶液吸附法是一种简单易行的制备方法，主要步骤为先将聚酰亚胺和溶剂混合形成溶液，然后将溶液滴在基材表面，在室温下等待溶剂挥发，形成薄膜。
这种制备方法的缺点是薄膜厚度比较难控制，很难制备厚度均匀的膜。
1.2 热压缩成型法热压缩成型法是将粉末状的聚砜材料填充在模具中，在特定的温度和压力下加热成型。
这种制备方法生产效率高，能够快速制备出大量的产品，同时还能够得到具有高密度、高强度的制品，但是需要消耗大量的能源，同时也存在着材料的成分和结构易发生变化的问题。
1.3 聚合法聚合法是通过聚合反应得到聚砜材料。
聚砜材料的聚合反应通常采用亚硝酰胺法或酰胺法，具体方法可参照相关的制备手册。
这种制备方法制备的聚砜材料质量较好，能够得到具有较高的纯度和较好的物理性能的制品。
2. 聚砜材料的性能研究聚砜材料具有很多优异的性能，在研究其性能的过程中，主要可以从热学性质、力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性能和加工性能等方面来分析。
2.1 热学性质聚砜材料具有很高的玻璃化转变温度和熔点，因此它能够在高温下仍保持较好的物理性能和强度。
同时，聚砜材料还具有较低的热膨胀系数，良好的耐热稳定性等特性。
2.2 力学性能聚砜材料在高温下依然具有优异的力学性能，同时还具有强的抗冲击性、抗拉伸性和刚性。
聚砜材料的强度和韧度等性能常常被用于评价其应用价值。
2.3 耐磨性能聚砜材料具有良好的耐磨性能，常用于制作轴承等耐磨零件。
在原料的选择、材料的制备以及材料的表面处理等方面都可以对其耐磨性能进行优化。
2.4 耐腐蚀性聚砜材料具有良好的耐腐蚀性能，尤其是在酸碱的腐蚀环境中更为明显。
聚砜类分离膜的研究进展
聚砜类分离膜的研究进展黄恒梅1，王孝军1，杨彬1，陈广玲1，杨杰1,2，李光宪1（1. 四川大学高分子科学与工程学院，四川成都610065；2. 四川大学材料科学技术研究所，四川成都610064）Research advance of polysulfone membraneHANG Heng-mei1, WANG Xiao-jun1, YANG Bin1, CHEN Guang-ling1, YANG Jie1,2, LIGuang-xian1(1. College of polymer science and engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China；2. Institute of Materials Science & Technology Sichuan University, Chengdu 610064, China) Abstract：PSF material is a kind of membrane materials with excellent properties and is widely used in membrane separation. Research advances of PSF membrane of membrane materials, preparation methods and membrane applications are introduced in the paper. An outlook for PSF membrane research and applications also is given.Key words：polysulfone；membrane；preparation；modification；advances摘要：聚砜类材料作为一类性能优异的膜材料近年来被广泛应用于膜分离过程。
聚砜混合基质膜的制备及气体分离性能的研究
聚砜混合基质膜的制备及气体分离性能的研究聚砜混合基质膜的制备及气体分离性能的研究摘要：本研究旨在探讨聚砜混合基质膜的制备方法及其在气体分离方面的性能。
通过对不同聚砜材料的组合以及膜制备过程的优化，我们成功制备出一种具有卓越气体分离性能的聚砜混合基质膜。
实验结果显示，该膜在二氧化碳/氮气的分离等方面表现出了较好的分离性能。
本研究对于聚砜膜的应用和研发具有重要意义。
1.引言气体分离技术在工业生产和环境保护中具有重要的作用。
传统的气体分离方法包括冷凝法、吸附法和膜分离法等。
相较而言，膜分离法具有操作简单、能耗低等优势。
因此，研究新型的膜材料及其制备方法对于提高气体分离效率具有重要意义。
2.实验方法2.1 聚砜的选择在本研究中，我们选择了多种聚砜材料进行混合。
通过合理地组合不同聚砜材料的特性，可以得到具有更好分离性能的混合基质膜。
2.2 聚砜混合基质膜的制备方法在制备过程中，首先将聚砜材料溶解于有机溶剂中，制备成聚砜溶液。
随后，将聚砜溶液涂覆在多孔支撑层上，并使用真空进行膜形成。
最后，将膜样进行烘干和固化处理。
3.结果与讨论3.1 聚砜混合基质膜的物理性质通过扫描电子显微镜（SEM）观察聚砜混合基质膜的表面形貌，得知膜的表面光滑且无孔隙。
通过红外光谱（FTIR）对膜样进行分析，验证了聚砜材料的存在。
热重分析（TGA）结果表明，聚砜混合基质膜具有良好的热稳定性。
3.2 聚砜混合基质膜的气体分离性能通过气体渗透性实验，我们测定了聚砜混合基质膜的二氧化碳和氮气分离系数。
结果显示，该膜在二氧化碳/氮气分离方面表现出了较好的性能。
这可能归因于聚砜材料的选择以及膜制备方法的优化。
4.结论通过本研究，我们成功制备出一种具有优良气体分离性能的聚砜混合基质膜。
该膜在二氧化碳/氮气分离等方面表现出了较好的性能。
本研究结果对于聚砜膜的应用和研发具有重要意义。
在今后的研究中，我们将继续优化聚砜混合基质膜的制备方法，并扩展其在其他气体分离领域的应用通过本研究，我们成功制备出一种具有优良气体分离性能的聚砜混合基质膜。
酚酞型聚醚砜膜的制备与性能研究
内蒙古工业大学学报JOU RNAL O F I NN ER M ON GOL I A第25卷 第4期UN I V ERS ITY O F TECHNOLO GY V ol.25N o.42006 文章编号:1001-5167(2006)0420282205酚酞型聚醚砜膜的制备与性能研究Ξ汪 锰1,郑幸存2(1.内蒙古工业大学化工学院,呼和浩特010051;2.浙江工业大学化材学院,杭州310014)摘要:本文利用水相沉淀聚合法成功地合成了丙烯腈(AN)2(二丙烯酰胺基)2二甲基丙烷磺酸(AM PS)共聚物,然后将其作为添加剂制备酚酞型聚醚砜膜,并进一步研究了添加剂用量对膜通量,膜截留率以及膜形态的影响.研究表明,随着添加剂用量的增加(从0到5%),膜在100kPa下的水通量从230L m2 h r下降到125Lm2 h r,对PEG35000的截留率分别从0.5528增加到0.75.另外,利用场发射电子显微镜观察了膜断面,发现随着PAN2co2AM PS含量的增加,膜表皮层逐渐变厚,指状孔逐渐减少.关键词:水相沉淀聚合法;添加剂;膜形态与性能中图分类号:O641 文献标识码:A0 引 言 酚酞型聚醚砜(PES2C)是我国自行研发的一种相对新型的工程塑料.由于体积大、极性强的酚酞基团的引入使得这种“改性”的聚醚砜表现出了良好的热稳定性和机械稳定性.综合文献来看,磺化的酚酞型聚醚砜已经成功地作为膜材料制备气体分离膜〔1〕、燃料电池〔2〕、纳滤膜和超滤膜〔3〕等.然而,将其直接用作制备液体分离膜还鲜见报道.另外,目前液体分离用超滤膜和微滤膜大多采用浸没沉淀相转化法制备而来.但是经由该方法并不能同时得到所有期望的膜结构和膜性能.因此,国内外学者在对这一经典方法进行改善方面做了大量的工作,包括将溶剂蒸发〔4〕和退火(annealing)〔5〕等步骤引入膜制备过程,将特殊的化学反应耦合到铸膜液的相分离过程中〔6〕以及在铸膜液中或凝胶浴中加入添加剂〔7〕等等.本文中将K2S2O82N a2SO3做为引发剂,水做为反应介质,利用水相沉淀聚合法制备了荷电高分子PAN2co2AM PS(如图1所示),然后将其作为添加剂用于制备酚酞型聚醚砜膜,并进一步探讨该添加剂对膜通量,膜截留率以及膜形态的影响.图1 PAN2co2AM PS的合成路线1 实验部分Ξ收稿日期:2006207210基金项目:内蒙古工业大学校基金(X200309)作者简介:汪锰(1975～),男,讲师,硕士.1.1 材料酚酞型聚醚砜由徐州工程塑料公司提供.二丙烯酰胺基2二甲基丙烷磺酸(AM PS )购自A ldrich 公司.丙烯腈、二甲基甲酰胺(DM F )和K 2S 2O 82N a 2SO 3引发剂使用前分别利用减压蒸馏和重结晶的方法纯化.1.2 PAN 2co 2AM PS 的合成与表征首先将定量的丙烯腈和二丙烯酰胺基2二甲基丙烷磺酸水溶液加入四口烧瓶中,然后滴加稀硫酸调节溶液的pH .当反应体系中的溶解氧被通入的氮气去除后,向体系中加入定量的K 2S 2O 82N a 2SO 3引发剂.在特定的温度下反应一段时间.最后将沉淀下来的共聚物过滤,反复洗涤后真空干燥备用.利用核磁共振1H NM R (B ruck ,A dvance DM ×500)确认了该合成共聚物的化学结构,元素分析(F lash EA 1112,T her mo F inn igan )测定了共聚物的组成,粘度法估算了共聚物粘均分子量.用溶有少量L i B r (0.1M )的DM F 将共聚物溶解并配制成几个不同浓度的高分子稀溶液,进而在25±0.1℃的水浴中利用乌式粘度计测定其相应的粘度,并最终得到共聚物的特性粘数,然后根据下式〔8〕估算共聚物的粘均分子量.[Γ]=3.92×10-2M V 0.75其中[Γ]表示特性粘数,M V 表示粘均分子量.1.3 超滤膜的制备本次实验中以水做为凝胶浴利用经典的相转化法制膜.铸膜液组成,粘度及其相应的成膜条件汇总于表1.经过脱泡处理过的铸膜液以恒速在聚酯无纺布上刮制成厚度为0.22mm 的膜,然后浸入去离子水中过夜,湿法保存待测.表1 铸膜液的组成,粘度及其成膜条件膜样品M 0M 1M 3M 5PES 2C (g )1514.8514.5514.25PAN 2co 2AM PS (g )00.150.450.75DM F (g )85858585制膜温度(℃)22222222蒸发时间(s )101010101.4 通量与截留实验利用自制的装置完成对膜水通量和膜溶质截留能力的测试.每个膜样品首先在500kPa 下压实5h ,然后在100kPa 进行水通量测试,并在100kPa 下进行对PEG 35000的截留能力测试.料液和滤液中PEG 含量利用总有机碳分析仪(TOC 2V CPN ,SH I M AD Z U )进行测定.为了尽量避免实验误差,实验中针对每种膜都至少有9个样品得到测试,并且将它们的平均值做为最终结果加以报道.1.5 膜结构每种膜的断面都利用了场发射电子显微镜(S I R I O N ,FE I )进行了观测.2 结果与讨论2.1 共聚物的合成与表征在大量实验的基础上,获得了最佳的反应条件,如下:n (AN ) n (AM PS ),10 1;pH ,2;单体总浓度,10g 100mL 水;n (initiato r ) n (monom er ),1 500;反应温度,70℃;反应时间,10h .合成共聚物的粘均分子量及其组成见表2.共聚物的化学结构通过核磁共振氢谱得到证实,如图2.其中,由于-SO 3H 较强的离解能力,所以未能在1H NM R 中得到h 氢所对应的峰位置.382第4期汪锰等 酚酞型聚醚砜膜的制备与性能研究图2 PAN co 2AM PS 共聚物的核磁共振氢谱谱图(溶剂为氘代DM S O )表2 PAN 2co 2AM PS 共聚物的分子量与组成共聚物特性粘数(m l g )粘均分子量共聚物中AM PS 的含量(mol %)PAN 2co 2AM PS 433.522.46×10510.42.2 PAN 2co 2AM PS 对超滤膜结构的影响图4显示了不同添加剂用量下的膜断面形态.从图中可以清晰地看到,膜M 0具有典型的非对称结构,即薄而致密的皮层和充满指状孔的多孔支撑层.随着铸膜液中共聚物含量的增加,皮层逐渐变厚而指状孔逐渐减少和变小.这一结果与其它亲水性添加剂所引起膜形态变化相似〔9〕.图3 不同添加剂用量对酚酞基聚醚砜膜断面结构的影响482内蒙古工业大学学报2006年2.3 PAN 2co 2AM PS 对超滤膜渗透能力的影响添加剂用量与膜水通量的关系清楚地显示在图4.如图所示,随着PAN 2co 2AM PS 含量的增加,膜的水通量有着较大幅度的降低.这一结果表明,尽管亲水性高聚物的加入有助于增大膜的水通量,但它所引起的效果已完全被膜形态的改变所压制,即随着共聚物含量的增加膜的表皮层变厚,指状孔减少.另一方面,膜孔径随着共聚物含量的增加变小.这一猜测可以由膜对PEG 35000的截留能力所证实.从图5可以看出,随着PAN 2co 2AM PS 含量的增加,膜对PEG 的截留能力明显增强.显然,本次实验中膜孔径的减小也与亲水性共聚物的溶胀有关.3 结 论 将K 2S 2O 82N a 2SO 3做为引发剂,水做为反应介质,利用水相沉淀聚合法可以成功地制备荷电高分子PAN 2co 2AM PS .并且,该共聚物与酚酞型聚醚砜共混显著地影响所得超滤膜的结构与性能,即:随着共聚物含量的增加,膜表层变厚而指状孔明显减少;随着共聚物含量的增加,膜的水通量大幅度降低而截留能力显著提高.图4 不同添加剂用量下酚酞基聚醚砜膜的水通量 图5 不同添加剂用量下酚酞基聚醚砜膜对PEG 35000的截流率 致谢:作者谨向国家液体分离膜工程技术研究中心为本工作提供相关实验条件表示感谢,向内蒙古工业大学校基金(X 200309)提供经费支持表示感谢,向高从土皆院士和吴礼光研究员提供指导表示感谢.参考文献:[1] J ia L ,Xu X ,Zhang H ,et al .Per m eati on of N itrogen andW ater V apor th rough Sulfonated PolyetherethersulfoneM e m 2brane [J ].J .Polym .Sci.Part B ,1997,35:213322140.[2] L ei L i ,Yuxin W ang .Sulfonated Polyethersulfone Cardo M e m branes for D irect M ethanol Fuel Cell [J ].J .M e m br .Sci.,2005,246:167～172.[3] B lanco J F ,N guyen Q T ,Schaetzel P .N ovel H ydroph ilicM e m braneM aterials :Sulfonated Polyethersulfone Cardo [J ].J .M e m br .Sci.,2001,186:267～279.[4] M osqueda 2J i m enez D B ,N arbaitz R M ,M atsuura T ,et al.Influence of P rocessing Conditi ons on the P roperties of U l 2trafiltrati on M e m branes [J ].J .M e m br .Sci.,2004,231:209～224.[5] Jung Bum suk ,Yoon Joon K i ,K i m Bokyung ,et al.Effect of C rystallizati on and A nnealing on Polyacryl onitrile M e m 2branes for U ltrafiltrati on [J ].J .M e m br .Sci.,2005,246:67～76.[6] M engW ang ,L i 2guangW u ,Cong 2jie Gao .T he Influence of Phase Inversi on P rocessM odified by Che m ical R eacti on onM e m brane P roperties and M orphol ogy [J ].J .M e m br .Sci.,2006,270:154～161.582第4期汪锰等 酚酞型聚醚砜膜的制备与性能研究682内蒙古工业大学学报2006年[7] M.H.Sh inde,S.S.Kulkarni,D.A.M usale,S.G.Josh i,I m p rove m ent of the W ater Purificati on Capability ofPoly(acryl onitrile)U ltrafiltrati on M e m branes[J].J.M e m br.Sci.,1999,162:9～22.[8] 何曼君,陈维孝,董西侠.高分子物理[M].上海,复旦大学出版社,2003,182.[9] Bum suk Jung,Joon K i Yoon,Bokyung K i m,H ee2W oo R hee,Effect of M olecular W eigh t of Polym eric A dditives onFor m ati on,Per m eati on P roperties and H ypoch l orite T reatm ent of A symm etric Polyacryl onitrile M e m branes[J].J.M e m br.Sci.,2004,243:45～57.TH E PR EPA RA T I O N O F PH ENOL PH THAL E I NPOL Y(ETH ER SU L FON E)(PES2C)M E M BRAN EAND IT S CORR ESPOND I N G PRO PER T IESWAN G M eng1,ZH EN G X ing2cun2(1.S chool of Che m ical E ng ineering,I M U T,H uhhot,010062;2.Colled g e of Che m ical E ng ineering and M aterials,ZJU T,H ang zhou,310014) Abstract:In the p resent work,22acryla m ido222m ethyl p ropane2sulfonic acid(AM PS)w as incorporat2 ed in to polyacryl on itrile by w ater2phase p reci p itati on copolym erizati on successfully.A fter that,the PAN2 co2AM PS PES2C blend m e m branesw ere fabricated by m ean s of the classical phase inversi on p rocess.Fur2 ther more,the pure w ater flux,rejecti on of PEG and m e m brane morphol ogy w ere discussed in ter m s of the effect of po lym er blend compositi on.T he results indicated that the w ater flux is decreased from230to125 L m2 h r and rejecti on of PEG35000w as increased from0.5528to0.75,res pectively(as m easured at 100kPa).In additi on,the FESE M p ictures dis p layed that the top layer beca m e th icker and the finger2like m acrovo id disappeared gradually as the PAN2co2AM PS w as added.Keywords:w ater2phase p reci p itati on copo lym erizati on;additives;m e m brane morphol ogy and p roperties。
聚砜膜的制备及其性能
浙江大学硕士学位论文聚砜膜的制备及其性能研究姓名：王建琴申请学位级别：硕士专业：高分子化学与物理指导教师：徐志康20060212浙江人学硕上学位论文Ｆｉｇ．１－２Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｐｈａｓｅｄｉａｇｒａｍｆｏｒｔｅｒｎａｒｙ（ａ）ａｎｄｑｕａｔｅｍａｒｙ（ｂ）ｓｙｓｔｅｍｓ双节线分相和旋节线分相过程将得到不同的分离膜结构。
对于双节线分相过程，体系从临界点上方和下方进入亚稳互溶分相区时，会分别发生贫聚合物相成核和富聚合物相成核的液一液分相（如图１．２中Ａ和Ｃ）。
对于旋节线分相过程，体系的组成丁Ｆ好从临界点进入不稳分相区，体系将迅速形成由贫聚合物相微区和富聚合物相微区相互交错而成的液一液分相，即双连续结构。
而分离膜则最终由聚合物富相经过液一液分相后经过相转变固化形成。
膜的具体结构形态由制膜过程的动力学因素所决定。
当制膜液浸入凝固浴之后，膜内的溶剂和凝同浴的非溶剂相互扩散。
随着双扩散的进行，体系将发生热力学液～液分相。
根据分相的快慢，存在两种不同形式的分相行为，即瞬时液一液分相和延迟液一液分相。
上述两种不同的分相行为原则上将形成两种不同的膜形态。
就膜底层来说，前者将形成相对疏松的底层（大孔或指状孔）而后者会形成相对致密的底层结构（海绵状４Ｌ）。
膜的表层结构和底层结构共同决定了膜的渗透性能，分离性能和机械性能等；反过来膜的结构又取决于制膜过程的外部和内部条件，如制膜液浓度、组成，制膜液的温度，凝固浴的组成，凝固浴的温度，空气间隙（中空纤维），空气的温度，湿度和流速等。
下面我们将具体介绍聚合物浓度、温度，添加剂，凝固浴组成对聚砜膜结构的影响。
１．２．３．１聚砜浓度对膜的结构调控通常情况下，低聚合物浓度下制得的膜，厚度相列较小，表面皮层较疏松；高聚合物浓度下制得的膜，厚度较大，表层及内部较致密。
也就是随着聚合物浓浙江大学硕士学位论文度的增加，膜结构从疏松向致密转变。
Ｉｓｍａｉｌ等‘６１研究了聚砜的浓度对膜结构的影响，结果如图ｌ一３所示。
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聚砜膜的制备及其性能研究
王建琴
【摘要】：聚砜膜由于具有优良的渗透性、耐温性、耐溶剂性和较高的机械性能等优点,在超滤、微滤、反渗透、醇/水分离、烯烃/烷烃分离、气体分离、血液透析等方面得到了广泛的应用。
本论文主要研究了聚砜平板膜、中空纤维膜的制备与结构性能调控。
在分析国内外血液透析膜结构的基础上,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、水、聚乙二醇(P EG)为添加剂,采用浸入沉淀相转化法制备聚砜平板膜和中空纤维膜。
通过改变聚合物浓度、制膜液温度、添加剂种类、添加剂含量、空气间隙等方法调控膜结构。
实验发现,添加剂和空气间隙这两者对膜结构的影响较大,添加剂含量越大,膜截面海绵状越明显;空气间隙增大,外表面孔也增大,但有一极值。
以膜的水通量、BSA截留率、扫描电镜(SEM)、膜的拉伸强度、断裂强度等表征了聚砜膜的结构和性能。
得出了制备具有优异性能、截面为海绵状结构、外表面具有高孔隙率的聚砜膜的成份配比及工艺参数。
在聚砜含量20%,PVP含量10%,PE G-800含量12%,凝固浴为水、温度30℃,空气间隙30cm的条件下,制备出纯水通量达100 L/h·m~2以上,截面为海绵状、外表面为高孔隙率的聚砜中空纤维膜。
另外,为了在聚砜膜表面进行脂肪酶的固定化,采用静电纺丝法来提高膜的比表面积,制备了纳米(或亚微米)尺寸的聚砜纤维复合膜。
考查了不同工艺条件(电压大小、溶液流速、喷丝头到接收屏的距离等)、不同添加剂以及添加剂浓度以及不同的后处
理方法对纤维形态结构的影响。
以SEM表征纤维表面形态及纤维的直径。
发现溶液流速增大、接收距离减小、添加剂浓度增加都会使纤维直径变大;电压大小及后处理都会对纤维形貌有一定影响。
研究了脂肪酶活性在不同温度、pH值条件下的变化以及固定化脂肪酶的热稳定性,发现与自由态的脂肪酶相比,吸附固定化的脂肪酶活性最大值向低pH值方向偏移,最适温度提高了将近10℃,而热稳定性也有了较明显的提高。
【关键词】：聚砜相转化超滤膜中空纤维静电纺丝酶固定化脂肪酶
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TB43
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2006.046115
【目录】：
∙第一章绪论7-26
∙1．1 前言7
∙1．2 聚砜膜的研究现状7-24
∙1．2．1 聚合物膜的制备方法7-8
∙1．2．2 相转化法制备聚砜膜8-9
∙1．2．3 聚砜膜的结构调控9-20
∙1．2．3．1 聚砜浓度对膜的结构调控10-11
∙1．2．3．2 制膜液温度对膜的结构调控11-12
∙1．2．3．3 添加剂对聚砜膜结构的调控12-18
∙1．2．3．4 凝固浴组成对聚砜膜结构的调控18-20 ∙1．2．2 静电纺丝制备聚砜膜20-22
∙1．2．2．1 静电纺丝的历史发展过程20
∙1．2．2．2 静电纺丝的过程、影响因素及实例20-22 ∙1．2．3 聚砜膜的应用22-24
∙1．2．3．1 混合物(液体、固体)分离22
∙1．2．3．2 气体分离22-23
∙1．2．3．3 血液透析23-24
∙1．3 课题的提出24-26
∙1．3．1 课题提出24
∙1．3．2 研究内容24-25
∙1．3．3 本课题的意义25-26
∙第二章聚砜平板膜的制备与结构表征26-45
∙2．1 前言26
∙2．2 实验部分26-29
∙2．2．1 实验原料与仪器26-27
∙2．2．1．1 实验原料26-27
∙2．2．1．2 实验仪器27
∙2．2．2 聚砜平板膜的制备27
∙2．2．3 聚砜膜的表征27-29
∙2．2．3．1 水通量27-28
∙2．2．3．2 牛血清清蛋白截留率的测定28
∙2．2．3．3 扫描电镜分析28
∙2．2．3．4 力学性能的测试28-29
∙2．3 结果与讨论29-45
∙2．3．1 添加剂种类及含量对聚砜膜结构及性能的影响29-35 ∙2．3．1．1 聚乙烯吡咯烷酮的种类及含量对膜结构和性能的影响29-35
∙2．3．2 非溶剂添加剂水对膜结构和性能的影响35-36
∙2．3．3 聚乙二醇(PEG)的种类及含量对膜结构和性能的影响36-44
∙2．3．3 凝固浴温度对膜结构及性能的影响44-45
∙第三章聚砜中空纤维膜的制备与结构表征45-58
∙3．1 前言45
∙3．2 实验部分45-47
∙3．2．1 实验原料与仪器45-46
∙3．2．1．1 实验原料45
∙3．2．1．2 实验仪器45-46
∙3．2．2 聚砜中空纤维膜的制备46
∙3．2．3 聚砜膜的表征46-47
∙3．2．3．1 水通量46
∙3．2．3．2 扫描电镜分析46-47
∙3．2．3．3 力学性能的测试47
∙3．3 结果与讨论47-58
∙3．3．1 聚砜浓度对聚砜膜结构及性能的影响49-51
∙3．3．2 添加剂种类及含量对聚砜膜结构及性能的影响51-54 ∙3．3．2．1 非溶剂添加剂水对膜结构和性能的影响51-53
∙3．3．2．2 聚乙二醇(PEG)含量对膜结构和性能的影响53-54 ∙3．3．3 凝固浴温度及组成对膜结构及性能的影响54-55
∙3．3．4 空气间隙对膜结构及性能的影响55-58
∙第四章聚砜复合纤维膜的制备以及脂肪酶在纤维膜上的吸附固定化及活性研究58-79
∙4．1 前言58
∙4．2 实验部分58-64
∙4．2．1 实验原料及仪器58-59
∙4．2．1．1 实验原料58-59
∙4．2．1．2 实验仪器59
∙4．2．2 聚砜超细纤维的制备59
∙4．2．3 聚砜超细纤维的后处理59-60
∙4．2．4 脂肪酶的吸附固定化60
∙4．2．5 脂肪酶载酶量的确定60-61
∙4．2．5．1 Bradford方法检测溶液中蛋白含量60
∙4．2．5．2 BSA标准曲线的绘制60-61
∙4．2．5．3 载酶量的确定61
∙4．2．6 脂肪酶活性的测定61-64
∙4．2．7脂肪酶热稳定性的测定64
∙4．3 结果与讨论64-79
∙4．3．1 静电纺丝64-72
∙4．3．1．1 电源电压对超细纤维形态和直径的影响64-66
∙4．3．1．2 溶液流速对聚砜纤维形态和直径的影响66-67
∙4．3．1．3 接收距离对超细纤维形态和直径的影响67-68
∙4．3．1．4 添加剂浓度对超细纤维形态和直径的影响68-70 ∙4．3．1．5 后处理条件对超细纤维形态的影响70-72
∙4．3．2 酶的吸附固定化72-79
∙4．3．2．1 脂肪酶载酶量的测定72-73
∙4．3．2．1．1 酶溶液中蛋白浓度的测定72-73
∙4．3．2．1．2 BSA标准曲线的绘制73
∙4．3．2．2 吸附时间对载酶量的影响73-74
∙4．3．2．3 后处理对吸附量的影响74
∙4．3．2．4 PEG-800或PVP浓度对吸附量及酶活的影响74-75 ∙4．3．2．5 pH值对酶活性的影响75-76
∙4．3．2．6 固定化脂肪酶的热稳定性76-77
∙4．3．2．7 温度对酶活性的影响77
∙4．3．2．8 动力学参数K_m和V_(max)的测定77-79
∙第五章论文总结79-80
∙参考文献80-85
致谢85。