新型膜材料--磺化聚醚砜(磺化单体合成)

KTP-25新型反向渗透膜用材料说明书

（聚磺化苯醚砜）

常州市科特化工有限公司自主开发的聚磺化苯醚砜，采用磺化砜单体为起始聚合原料聚合而成，属于前期磺化的亚苯基砜聚合物。其主要的特性、优点及使用说明如下：

一、KTP聚磺化苯醚砜主要特点和性能

1)优异的机械性能

2)优异的耐腐蚀性、抗氧化性

3)对高浓度的氯、游离氯也具有非常好的耐受性

4)在 pH 值 2 至 13 范围内稳定

5)可溶于常规的加工溶剂

6)不溶物和可萃取物含量低

7)优异的生物适应性

8)可采用蒸汽、环氧乙烷和伽马辐射进行灭菌

9)可采用溶液流延方法进行具有成本效益的加工

二、同后期磺化而来的其他产品（例如：海德能(Hydranautics)生产的由Udel聚砜磺化的产品Hi-Flux CP）相比，其不同点和优势为：1）因为磺化官能团取代的位置不同和主链重复单元不同，磺化基团更加稳定，即分子结构更加稳定。所以具有更佳的耐化学性、抗氧化性，和更好的机械性能，以及异常优越的韧性和耐冲击性，使得产品使用寿命更长。

2）与后期磺化的产品不同，本产品可以通过调整磺化聚合单体的比

例，实现精确控制产品的磺化度，磺化基团的排列也规则有序，因而可以根据需求来得到最佳通量，达到分离效率的最优化。

3）KTP聚磺化苯醚砜分子量可以做到高于由Udel聚砜后期磺化的产品。

三、本产品同目前市场主流的聚酰胺类反向渗透膜材料相比，最突出的优势：

1）是耐氯性能非常优异，尤其对游离氯也有很好的耐受性。聚酰胺材料在含氯环境下，聚合物受到攻击时，主链酰胺键容易断裂，使得分子量降低并导致严重的性能损失，使用寿命受限。因此水处理过程中必须有先除氯和后加氯的步骤。本产品在高含氯环境下，膜寿命耐氯性能大于40000PPM•h，使得水处理过程中含氯的处理过程扩大，并可以简化除氯及加氯的步骤，降低投资和运行处理成本。

2）因为聚磺化苯醚砜材料本身优良的物理机械性能，和化学耐受性、抗氧化性，而能显著延长膜寿命，从而显著降低水处理的成本。

3）聚磺化苯醚砜优异的耐氯、耐化学性及机械性能，使得在含高氯、高盐或宽广 pH 范围的污水处理中，可以得到更广泛的使用。

4)聚磺化苯醚砜比聚酰胺材料更为优异的韧性和耐冲击性,使得采用该产品制成的膜材料可以在更高的工作压力下操作，有效提高水处理通量。

5)聚磺化苯醚砜优异的机械性能，使得反渗透膜元件加工更为便利，一层膜足以胜任，改变目前普遍采用的用聚砜或聚醚砜做衬底，加聚酰胺复合膜的制作方法。

四、KTP 聚磺化苯醚砜主要性能参数 1）物理性能

2）机械特性

机械特性 特性

试验方法 单位 KTP-25 屈服拉伸 强度 ASTM D 638 psi MPa 10,100 70 拉伸模量 ASTM D 638 kpsi MPa 340 2,300 屈服 伸长率 ASTM D 638 % 7.2 断裂 伸长率 ASTM D 638 % 60-120 挠曲强度 ASTM D 790 psi MPa 15,200 105 挠曲模量

ASTM D 790

kpsi MPa

350 2,400

3）热特性

特性 试验方法 单位

KTP-25 形式

短粗纤维料 密度 ASTM D 792 g/cm 3 1.26

特性粘数

dl/g

0.5-1.0

离子交换能力 （IEC ）

mequiv/g 1.11

吸水性24 小时，23℃ ASTM D 570 % 23

特性试验方法单位KTP-25

玻璃转化温度（Tg）ASTM

D 3418

°C 252

热变形温度1.8 MPa ASTM

D 648

°C 235

4）耐化学性

特性KTP25

水解稳定性+

酸类+

碱+

脂肪族烃+

芳香烃0

脂肪醇+

氯化烃类0

偶极非质子溶剂–

氯+++

臭氧+

伽马辐射灭菌+

蒸汽灭菌+

符号说明

+++：聚合物可特别耐受。

+：聚合物可耐受。任何重量增加均小于2％，任何重量减少均小于0.3％。屈服拉伸强度至少为初始值的85％。

0：聚合物的用途有限。结果不符合上述标准。例如，重量增加可能超过2％。不过，如果应力较低，则可以使用该聚合物。

–：聚合物不耐受。聚合物发生了相当大的变化，如溶解或化学/物理分解。

试剂KTP-25

正丁烷 E

苯 F

甲苯 F

乙醇 E

符号说明

E ：优异。无变化。

G ：良好。少许受腐蚀。特性丧失程度不严重。 F ：一般。有些受腐蚀。仍保持某些有用的特性。 SA ：受到严重腐蚀或断裂。

* 内部的测试方法。分级可提供一般性指示。

5）可适应溶剂

NMP DMF

DMAC 等非质子性溶剂 缩写：

NMP ：N-甲基-2-吡咯烷酮 MF ：N,N-二甲基甲酰胺 DMAC ：N,N-二甲基乙酰胺 *溶解 >10% (wt/wt)，冷溶液

丁酮 E 1,1,1-三氯乙烷 F 四氯化碳 G 盐酸（20%） E 氢氧化钠（10%） E

五、KTP 磺化聚醚砜膜制作建议

一、 KTP 聚磺化苯醚砜是形成致密的膜，是利用膜本身的亲水性和自由体积，良好的离子通道，通过渗透的方法来过滤的。 低磺化度１-５%的磺化聚醚砜可以做很好的超滤、纳滤膜材料，代替聚砜或ＰＶＤＦ等传统材料。其良好的亲水性，适合更广泛的应用领域。 二、用磺化度15-40%的磺化聚醚砜可以用作反渗透或正渗透膜材料，可以形成致密的孔，一般小于0.5纳米。作为反向渗透膜或正渗透膜