PSF_SPES共混中空纤维超滤膜制备的研究

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Vol.18功 能 高 分 子 学 报No.3PSF-SPES共混中空纤维超滤膜制备的研究

陈桂娥

1,2**

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, 魏永明, 许振良, 房鼎业

222

(1.上海应用技术学院化学工程系,上海200235;2.华东理工大学化工学院,上海200237)

摘 要: 以聚砜(PSF)、磺化聚醚砜(SPES)和醋酸纤维素(CA)为膜材料,水为内凝胶剂,采用干湿法制备了PSF-SPES共混中空纤维超滤膜,探讨了PSF-SPES铸膜液中SPES离子交换容量(IEC)、SPES浓度、添加剂、外凝胶剂的选择和热处理对膜性能的影响。所得共混超滤膜性能如下:w=0.001的Na2SO4截留率19.9%,通量62L/(h m2 MPa);w=0.001的PEG4000截留率78.2%,通量85L/(h m2 MPa)。此外,以PSF-SPES中空纤维为支撑膜,采用醋酸纤维素作为涂层液,研究了CA/PSF-SPES复合超滤膜性能,讨论了CA/PSF-SPES共混中空纤维超滤膜结构。关键词: 中空纤维;超滤膜;磺化聚醚砜;聚砜;醋酸纤维素

中图分类号: TQ028.8 文献标识码: A 文章编号: 1008-9357(2005)03-0425-05

目前,超滤膜材料有醋酸纤维(CA)、聚砜(PSF)、聚丙烯腈(PAN)、聚醚砜(PES)、聚氯乙烯(PVC)、聚醚酰亚胺(PEI)以及各种高分子合金等膜材料。超滤膜组件有板式、卷式和中空纤维等,超

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滤膜已广泛应用于电子、饮料、食品、医药和环保等各个领域。与国外相比,国内超滤膜品种少,膜通量和截留率较低,因此,提高超滤膜的性能,增加膜品种,特别是耐热、耐溶剂、耐酸碱和抗污染的品种,以及用不同工艺开发高截留性能的超滤膜,严格控制超滤膜制备和检测工艺,生产高质量超滤膜并使之规模化,具有重要的实际意义。磺化聚醚砜(SPES)因磺酸基(-SO3H)的存在增加了其亲水性,因此它是一种高性能的膜材料,具有很好的应用前景

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。俞三传等以SPES为膜材料,研制了SPES复合半

透膜;施柳青等制备了SPES/PES合金超滤膜;Blanco等讨论了各种条件对SPES-C制备的影响和膜性能[10]。同时,PSF是一种非结晶热塑性耐高温工程塑料,具有很好的压密性、耐热性、耐氧化性[1]。本文以PSF、SPES和醋酸纤维为膜材料,采用干湿法制备了PSF-SPES中空纤维小孔径超滤膜,探讨了PSF-SPES铸膜液中不同SPES离子交换容量(IEC)、SPES浓度、添加剂、外凝胶剂和热处理对膜性能的影响。

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1 实验部分

1.1 原料与仪器

聚醚砜(PES):吉大高科技材料有限公司;聚砜(PSF):上海曙光化工厂;磺化聚醚砜(SPES):自制;二甲基乙酰胺(DMAC):纯度(99.5%);氢氧化钠、硫酸钠(Na2SO4)、正丁醇、丙醇、丙酮和四氢呋喃(THF)均为分析纯,中国医药集团上海化学试剂公司;醋酸纤维(CA)、聚乙二醇200(PEG200)、聚乙二醇4000(PEG4000)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)均为化学纯,中国医药集团上海化学试剂公司;721-G分光光度计:上海分析仪器厂;日本CAMBRIDGES-250扫瞄电镜;DDS-11A型电导率仪:上海雷磁分析仪器厂。

1.2 PSF-SPES和CA/PSF-SPES中空纤维膜制备

PSF-SPES共混中空纤维膜制备方法参见文献[2-5]。CA/PSF-SPES中空纤维膜制备方法如下:首先按质量比CA/丙酮/水=1/76/23的比例配制成w=0.01的CA涂层液;其次,以w=0.01的CA

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收稿日期:2005-01-17

基金项目:上海市高等学校科学技术发展基金(02HK04)和上海市重点培育学科建设项目(Y04011)。第一作者简介:陈桂娥(1965-),女,湖北黄梅人,博士研究生,副教授,研究方向:膜分离技术。

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