熔融法制备聚酰胺中空纤维膜的渗透汽化研究

为改善聚二甲基硅氧烷(PDMS)渗透汽化膜的力学性能,选用聚酰胺6(PA6)为基膜材料,乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)为致孔剂,通过熔融纺丝法制备PA6/EVOH中空纤维,并萃取除去EVOH得到PA6中空纤维膜。研究了EVOH含量对膜性能的影响,并在膜表面接枝聚二甲基硅氧烷(PDMS)测试PDMS接枝膜的渗透汽化性能。结果表明,PA6中空纤维膜的水通量随着EVOH含量的增加而增加,在0.05MPa压力下,水通量最大能可达到966.8L/(m^(2)·h),对碳素墨水(300nm)的截留率最大可达到80.2%,拉伸强度最大能达到12.4MPa。接枝PDMS的PA6中空纤维膜对乙醇溶液渗透通量为789.4g/(m^(2)·h),分离因子为8.15,为后续膜表面改性提供了思路。

聚⁃4⁃甲基⁃1⁃戊烯中空纤维膜式人工肺组件的氧气传质性能的研究

采用自制的聚-4-甲基-1-戊烯中空纤维膜组装成中空纤维膜式人工肺组件,以去离子水、生理盐水、甘油水溶液和Na2SO3水溶液来模拟血液,按照中空纤维膜内通氧气、中空纤维膜外走模拟液的方式进行体外性能测试,测定膜式人工肺组件在不同的液体流速、气体压力、中空纤维膜根数和模拟液种类下的氧气传输速率.实验表明:随着液体流速的加快、气体压力的变大和中空纤维膜根数的增多,膜式人工肺组件在四种模拟液下的氧气传质性能均对应不同幅度的强化.同时,依据质量守恒定律和双膜理论建立了一种膜式人工肺组件的氧气传质数学模型,为中空纤维膜传质性能研究和人工肺组件的结构优化提供了有益的参考.

聚酰亚胺中空纤维膜用于甲醇/甲基叔丁基醚的分离

甲醇 /甲基叔丁基醚混合物的膜法分离 ,大多采用渗透汽化方法 ,少有采用蒸汽渗透法。用聚酰亚胺中空纤维膜 ,对以蒸汽渗透和渗透汽化两种方式分离甲醇 /甲基叔丁基醚混合物 (甲醇质量分数为 0 .0 1～0 .30 )的效果进行了对比。结果显示 ,在甲醇质量分数低于 0 .0 5时 ,蒸汽渗透较渗透汽化法的分离性能优越。

聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯/聚砜中空纤维纳滤复合膜的研究

以聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA)为表层材料,以对二氯苄为交联剂,聚砜(PSF)中空纤维超滤膜为基膜,通过界面聚合反应(季铵化反应)制备了荷正电中空纤维复合纳滤膜。研究了基膜、PDMAE-MA、交联剂、溶剂、催化剂等和制膜工艺对复合纳滤膜截留性能的影响,从中总结出以聚电解质为交联预聚体制备复合纳滤膜的基本规律。首先用本体聚合的方法制备了 PDMAEMA,采用中空纤维超滤技术精制 PDMAEMA 水溶液。PDMAEMA 水溶液具有浓度、外加盐和 pH 的响应性。其凝胶层也表现出相同的特点。研究了以聚砜(PSF)平板膜为基膜时,PDMAEMA 复合纳滤膜的制备条件。研究结果如下:此界面聚合反应在有机相中进行;较优的制备条件为:PDMAEMA 浓度为2wt%,时二氯苄浓度为1%～1.5%(wt),应加入少量的 NaHCO_3来维持溶液的微碱性,室温下反应即可进行,反应时间为5h。另外,用辐照交联的方法制备了 PDMAEMA 平板型复合纳滤膜,所制备的纳滤膜对2g/LMgSO_4的截留率为50%左右。中空纤维外压复合纳滤膜的制备实验包括以下内容:进行了中空纤维外压纳滤膜的基膜选择,研究了基膜对聚合物溶液的吸附行为;确定 PDMAEMA 涂层液的最佳浓度为0.75wt%;在 PD-MAEMA 水溶液中加入0.148mol/L NaHCO_3能提高纳滤膜对二价盐的截留率,但对通量的提高不大;往 PDMAE-MA 水溶液中加入5%(v/v)乙醇能得到高通量、高脱盐率的中空纤维纳滤膜,对 MgSO_4的截留率≥98%,水通量可达19.5L/(m^2·h)(内压膜),水通量≥20L/(m^2·h)(外压膜);加入催化剂碘化钾(KI)使反应时间缩短为3.5h。荷正电的 PDMAEMA 中空纤维纳滤膜对无机盐的截留率顺序为:MgSO_4>MgCl_2>NaCl>KCl>Kl,对阳离子的截留顺序为:Mg^(2+)>Na^+>K^+,对阴离子的截留顺序为:Cl^->Br^->I^-。对蔗糖的截留率>60%,时 D-甘露糖的截留率为37.4%(外压膜)和32.2%(内压膜),并能有效软化自来水。对分子量大于300的小分子荷正电染料的截留率>50%。纳滤操作条件影响纳滤膜对无机盐的截留性能。无机盐的浓度上升,纳滤膜的截留率和通量都略有下降;纳滤膜对无机盐的截留率和水通量随着操作压力的增大而增加。PDMAEMA 复合纳滤膜表现出温度敏感性和 pH 敏感性。制备了 PDMAEMA 中空纤维内压纳滤膜,确定 PDMAEMA 溶液的浓度为0.75wt%,内压纳滤膜对无机盐的截留率和通量的变化与压力的关系符合高斯曲线。实验测试了 PDMAEMA 复合纳滤膜的耐溶剂性,所用溶剂为纯水,0.5mol/L HCl,0.5mol/L NaOH 和30%H_2O_2(wt%)。实验表明:PDMAEMA 复合纳滤膜的杀菌性、耐碱性和耐氧化性较好,但不适于在酸性介质中保存和使用。

聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯中空纤维复合纳滤膜的制备与性能表征

以聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(PDM)作为交联预聚物,利用双苄基试剂在聚砜中空纤维超滤膜表面进行季铵化反应(界面聚合),制得荷正电复合中空纤维复合纳滤膜。研究了PDM浓度、外加碱、溶剂、交联剂和交联温度等制备条件的影响。所制备的中空纤维纳滤膜对2g/L MgSO4的截留率≥98%,通量19．5L/(m2·h),界面聚合时间为3．5h。

聚酰亚胺、聚砜、聚醚砜及其共混改性中空纤维膜用于醇/醚气相分离的研究

甲醇／ 甲基叔丁基醚的分离是目前具有实用意义的重要研究课题之一，采用气流吹扫式操作，研究了聚酰亚胺、不同结构的聚砜中空纤维膜在不同操作条件下，对甲醇／ 甲基叔丁基醚气相混合体系的分离性能，也研究共混改性对分离膜性能的影响。结果表明，各种材料的膜具有相近的分离行为，即随着气相中甲醇含量的增加，透过通量逐渐增大而分离系数逐渐减小，聚酰亚胺膜具有适中的透过通量，但具有很高的分离系数，在甲醇浓度低于２０ ％ 时，分离系数可达数千。采用聚醚砜共混改性的聚酰亚胺膜在未明显降低透过通量的条件下，使醇／ 醚分离系数大幅度提高，有很好的应用前景。

致孔剂聚乙二醇对纤维素中空纤维膜结构与性能的影响

以离子液体氯代1-烯丙基-3-甲基咪唑([AMI M]Cl)为溶剂纺制纤维素中空纤维膜,考察了聚乙二醇(PEG)分子量及其质量分数对中空纤维膜结构与性能的影响。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)对膜内、外表面形态结构进行了观察,测试了中空纤维膜的水通量、截留率等渗透性能以及最大拉伸强度、断裂伸长率等力学性能。结果表明:随着PEG的分子量减小,中空纤维膜外表面与内表面结构变得更加规整,膜孔隙率与水通量上升,最大拉伸强度、断裂伸长率等力学性能则逐渐减小;随着PEG质量分数的增加,膜孔隙率与水通量变大,最大拉伸强度、断裂伸长率等力学性能逐渐减小。PEG的重均分子量为2.0×104,质量分数为5%时,膜的渗透性能和力学性能最好。

聚甲基戊烯膜式人工肺的氧气传质测试及模型计算

使用聚甲基戊烯中空纤维膜式人工肺进行气液两侧的氧气传质研究.膜组件中模拟液分别为去离子水、生理盐水、甘油-水溶液和亚硫酸钠水溶液,模拟液在膜丝外部流动,同时氧气在膜丝内部流动,二者都通过膜传质溶解在模拟液中.氧气传质测试中维持氧气进气压力为0.3 MPa,模拟液流速为500 mL·min,考察膜组件长度、温度、模拟液种类和运行时间等因素对氧气传质性能的影响.传质测试结果表明:氧气传质速率随着膜组件长度的增加和温度的提高有一定程度的增大,同时随着模拟液黏度的增大而有所减小;另外,随着测试时间的增长,氧气传质速率有所下降.此外,依据双膜理论,结合质量守恒方程以及传质阻力层方程建立了基于中空纤维膜组件的氧气传质数学模型,计算值与实验值的平均误差在15%以内.这对中空纤维膜组件的结构优化和气液传质过程的模拟计算具有一定的参考意义.

聚丙烯腈／马来酸中空纤维膜及其制备方法和用途

摘要：本发明涉及聚丙烯腈／马来酸共聚物中空纤维膜及其制备方法和用途。该方法以丙烯腈／马来酸共聚物为原料，以聚乙二醇、聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮为致孔剂，以二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺为溶剂，采用圆形两孔同心喷丝头进行干一湿或湿法纺丝，制成微滤或超滤中空纤维膜。

PDMAEMA/PSF中空纤维外压纳滤膜对无机盐的截留性能研究

主要研究聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA)/聚砜(PSF)中空纤维外压纳滤膜对不同种类无机盐的截留性能,并研究了无机盐溶液的浓度、运行压力、溶液温度、pH对截留性能的影响。实验表明:PDMAEMA/PSF中空纤维纳滤膜荷正电,对离子的截留有选择性,对阳离子的截留顺序为:Mg^(2+)>Na^+>K^+,对阴离子的截留顺序为:Cl^->Br^->I^-。随着盐溶液浓度的增加,截留率和通量均下降,所制备的纳滤膜对无机盐的截留表现出对温度、pH的敏感性。

体外膜肺氧合经编膜织物自适应张力的低损伤制备

针对体外膜肺氧合(ECMO)系统中使用的氧合膜织物国产化制备技术难题,进行了ECMO系统用经编膜织物低损伤制备及其透气性能研究。采用特种特里克型经编机开展了不同送经量下的氧合膜织物制备实验,分析了聚甲基戊烯(PMP)中空纤维膜丝的编织损伤机制;提出一种自适应张力控制下的ECMO系统用氧合膜织物低损伤制备方法,对比分析了采用该方法制备的氧合膜织物性能指标。实验结果表明:基于氧合膜织物提出的自适应张力控制方法可有效调控经纱张力的“削峰补谷”缺陷,实现氧合膜织物的低损伤制备;用该法制备的ECMO系统用氧合膜织物纵密为20横列/cm,编织位置外径损失3%,强力损失5%;编织前后N 2通量衰减17%,CO_(2)通量衰减12%,O_(2)通量衰减14%;同时,氧合膜织物平整度、密度、气通量等均已达到国外同类产品水平。

聚甲基丙烯酸N, N-二甲氨基乙酯复合纳滤膜的制备

以AIBN为引发剂,采用本体聚合的方法制备了聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA),并采用中空纤维超滤膜技术滤除PDMAEMA水溶液中的低聚物和未反应的单体.以聚砜(PSf)超滤膜为基膜,以所精制的PDMAEMA为水相涂层液,以对二氯苄的正庚烷溶液为有机交联剂,利用界面聚合的方法制备了PDMAEMA/PSf荷正电复合纳滤膜.实验重点研究了PSf基膜和单体浓度、水相pH值及浸涂时间、水相沥干时间、交联反应时间等条件对所制备纳滤膜分离性能的影响,确定了较优的制膜条件.所制备的荷正电纳滤膜对1g/LMgSO4水溶液(0.8MPa,30℃)的截留率为86.7%,水通量为8.4L/(m2.h).

中空纤维复合膜水中脱酯渗透汽化过程的研究

制备了聚二甲基硅氧烷/聚偏氟乙烯中空纤维复合膜,用于乙酸乙酯/水体系的分离。研究了料液温度、质量浓度及流速对渗透汽化分离性能的影响,并获得了总传质系数。实验结果表明,该复合膜具有较高的渗透通量及较大的分离因子;随着料液温度、流速以及质量浓度的增加,渗透通量均呈增加趋势;分离因子随料液温度和流速的增加而增大,而随料液质量浓度的增加呈先增大后减小的趋势;总传质系数随温度的增加而显著增大。

中空纤维膜制备过程中断面不规则形状的研究

采用浸没沉淀相转化法制备PVDF中空纤维膜,考察膜丝在固化过程中不同纺丝条件如干程的设定、拉伸速度、芯液和外凝胶浴的组成对膜丝断面不规则形状的影响。实验结果表明,当使用水作为凝胶浴时,在低干程条件下膜丝断面易出现不规则形状,随着干程的升高,这种现象能得到有效的抑制。芯液中溶剂DMAc含量的升高,膜丝内孔出现明显褶皱现象。相反,当外凝胶浴中DMAc含量升高时,膜孔逐渐由不规则形状变为圆形。此外,随着拉伸速度的提高,分子取向随膜丝直径减小而增大,分相过程中的不稳定性减弱,膜丝断面逐渐变为圆形。

国内体外膜肺氧合技术研究进展

体外膜肺氧合技术用于对重症心肺功能衰竭患者提供持续的体外血液氧合以维持患者生命。为加速促进体外膜肺氧合技术的国产化进程,从氧合器的工作原理出发综述了国内体外膜肺氧合技术中氧合膜、离心泵、控制系统等关键技术的研究进展;针对氧合器卡脖子难题,主要介绍了氧合膜材料、制备方法的技术难题。结合3M样品的编织组织分析得出了聚甲基戊烯(PMP)中空纤维的膜织物样品幅宽、密度等关键参数,验证了PMP膜织物的编织组织为编链/衬纬组织,指出了氧合器技术的国产化需从PMP中空纤维制备的工艺优化和开发专用编织设备展开。最后提出未来体外膜肺氧合技术的发展需要多学科的技术交叉合作,实现从国产化向国际领先的技术转变。

中空纤维纳滤膜基膜的选择及对PDM吸附过程研究

针对聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(PDM)/聚砜(PSF)中空纤维复合纳滤膜的制备,研究了基膜对纳滤膜截留性能的影响以及基膜对PDM溶液的吸附情况.实验结果表明:膜体中含有指状孔的中空纤维超滤膜适宜于作为复合纳滤膜的基膜.基膜外表面对PDM溶液的吸附饱和时间很短,在60s内能完全达到饱和;在PDM水溶液中加入乙醇,溶液的粘度增加,吸附量增加.所制备的纳滤膜的截留率可达98%,水通量可达17.4L/(m·2h).

中空纤维膜的性能影响分析及其调整方法

近些年来,膜分离技术在污水处理领域表现出诸多的优势,并迅速发展。本文以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和二甲基乙酰胺(DMAC)等为原料制成的中空纤维膜为研究对象,对中空纤维膜丝纯水通量、脱除特定组分能力、泡点压力、膜丝的内外径及其拉伸性能等性能进行检验测试。通过测试可知膜丝的生产原料、膜丝的壁厚以及天气的变化都对其性能有一定的影响,可以通过添加一些改性剂来调节生产原料所带来的影响,也可以通过调整工艺参数、清洗生产机器的关键零部件等方法来缩小不良影响,以达到提高膜丝的性能的目的。

可交联磷酰胆碱聚合物改性聚甲基戊烯中空纤维膜

通过自由基聚合反应制备了可交联磷酰胆碱聚合物(Poly(MPC-co-LMA-co-TSMA), PMLT)。将该聚合物溶液涂覆在聚甲基戊烯中空纤维膜(PMPHFM)表面,经交联处理后可形成稳定的PMLT聚合物涂层,得到改性复合材料PMLT/PMPHFM。溶胀度测试表明PMLT聚合物膜具有良好的亲水性能,且溶胀度随着2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)含量和温度的升高而增大。ATR-FTIR和XPS分析表明PMLT/PMPHFM表面的PMLT聚合物涂层含有磷酰胆碱基团。SEM和荧光测试结果显示PMLT/PMPHFM表面包覆有均匀的聚合物涂层,且该涂层能够抵抗乙醇溶液和十二烷基硫酸钠溶液的溶解。血小板黏附和全血接触测试表明,相比空白PMPHFM,PMLT聚合物涂层能够显著减少PMPHFM表面的血小板黏附,降低血液凝结风险。研究结果表明:可交联磷酰胆碱聚合物PMLT具有良好的亲水性能,能够均匀涂覆在PMPHFM的表面,得到具有良好血液相容性的复合材料PMLT/PMPHFM。

一种超疏水性复合膜的制备方法（CN103551052）

本发明公开了一种超疏水性复合膜的制备方法，载玻片浸入到聚酰亚胺溶胶后提拉出来，重复浸渍提拉数次，干燥得到基层膜；将聚二甲基硅氧烷-g-聚砜和聚砜中空纤维的混合物加热至熔融状态得到混合液，将混合液放入到容器中；将容器通电喷射出聚合物流，在接受板上进行富集得到疏水层；将疏水层覆盖在基层膜上，得到超疏水性复合膜。通过上述方式，本发明的超疏水性复合膜的制备方法，得到的超疏水性复合膜结合牢固，具有很强的疏水性，机械性能好，具有较高的孔隙率和膜强度，整个制备过程安全性能好，对环境污染小，操作简单易行，能够有效降低生产成本。