水蒸汽诱导相分离法制备聚苯并咪唑多孔膜

以3,3′-二氨基联苯胺和4,4′-二羧基二苯醚为原料,通过亲核缩聚合成了分子主链上带有醚键结构且具备较好溶解性的聚苯并咪唑,通过核磁共振和红外光谱确定其化学结构.接着利用水蒸汽诱导相分离法制备了系列具有海绵状孔结构的多孔膜,用扫描电子显微镜观察其形貌结构.详细考察了溶剂种类、成膜时间、温度、湿度以及聚合物溶液浓度等因素对膜结构的影响.结果表明,在温度80℃、相对湿度60%时,以甲磺酸为溶剂可使聚苯并咪唑膜出现腔包状孔结构;以N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺为溶剂可使聚苯并咪唑膜出现海绵状孔结构;而二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮这两种溶剂不能使其出现多孔结构.以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂时,聚苯并咪唑膜出现海绵状孔结构的成膜时间应不小于10min,成膜湿度应不小于50%,膜表面和断面孔径随着聚合物溶液浓度的增加而减小,底面也越来越致密.温度一定时,膜表面和断面孔径随着湿度的增加而减小;湿度一定时,膜表面和断面孔径随着温度的增加而减小.

铸膜液中水的含量对聚醚砜微滤膜结构和性能的影响

通过蒸汽诱导相分离(VIPS)耦合非溶剂诱导相分离(NIPS)制备窄孔径分布聚醚砜(PES)微滤膜。本研究以PES为成膜材料,聚乙二醇为致孔剂,以水作为添加剂制备微滤膜,探究了铸膜液中水的质量分数对VIPS阶段蒸汽暴露时间及微滤膜结构与性能的影响.结果表明,铸膜液中水的质量分数从0%增加到3%,相似孔结构的形成所需的蒸汽暴露时间从90 s降低到30 s.膜的表面由致密皮层转变为大孔结构,孔径从0.087μm增加到0.193μm,孔径分布显著变窄,水接触角从83.6°增加到113.2°,拉伸强度从1.86 MPa增加到3.85 MPa,断裂伸长率从7%增加到16%,膜的力学性能显著增强,同时膜的纯水渗透率从5840 L/(m^(2)·h·MPa)增加到42300 L/(m^(2)·h·MPa).这表明,少量水的添加显著缩短了VIPS蒸汽暴露时间,同时改善了微滤膜的结构和性能.