基于改性逆向热致相分离法聚砜微孔膜的制备与性能

针对逆向热致相分离法(RTIPS)制备聚砜(PSF)微孔膜成膜体系稳定性较差的问题,首先对亲水性的端羟基型超支化聚酯(HBPE)进行封端,然后以PSF为膜材料,通过添加亲水剂封端HBPE构建四元低临界共溶温度(LCST)成膜体系PSF/HBPE/N,N-二甲基乙酰胺/聚乙二醇400,采用改性逆向热致相分离法(m-RTIPS)一步制备了亲水性PSF微孔膜。对封端HBPE进行了结构分析和分子量测试,分析了HBPE的封端率对四元成膜体系浊点和黏度的影响,研究了HBPE的封端率对PSF微孔膜的形貌、渗透性、亲水性、抗污染性和力学性能的影响。结果表明,成功对HBPE进行了封端,封端后HBPE的分子量增加;成膜体系的浊点和黏度随HBPE封端率的升高而增大,但黏度上升的幅度较小;3种添加不同封端率HBPE的PSF微孔膜的纯水通量、截留率、亲水性和力学性能都优于纯PSF微孔膜;随HBPE封端率的增加,膜的纯水通量下降,但截留率差别很小。当HBPE封端率为30%时,PSF膜纯水通量恢复率达88%,抗污染性最佳。添加不同封端率HBPE都可制得表面多孔的膜,当HBPE封端率为50%时,PSF膜具有全双连续结构的形貌,其拉伸强度、拉伸弹性模量和断裂伸长率分别为4.86,143.92 MPa和22.68%,综合力学性能优异。

逆向热致相分离法聚醚砜/磺化聚砜平板膜的制备及性能

采用逆向热致相分离(RTIPS)法制备亲水性聚醚砜(PES)/磺化聚砜(SPSF)平板膜。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、纯水通量、牛血清蛋白(BSA)截留率、水接触角和长期运行测试研究了SPSF含量和不同凝胶浴温度对PES/SPSF平板膜性能和结构的影响。结果表明,SPSF和PES可以成功混合。非溶剂致相分离(NIPS)法制备的PES/SPSF平板膜呈致密皮层和指状截面结构,而RTIPS法制备的PES/SPSF膜具有均匀多孔表面和海绵状结构。RTIPS法PES/SPSF膜的纯水通量和BSA截留率均高于NIPS法。静态水接触角随SPSF的增加而减小。RTIPS法PES/SPSF膜在2%SPSF时获得最佳渗透性能,其纯水通量和BSA截留率分别为967 L/(m^2·h)和79%。

逆向热致相分离法(RTIPS)制备PES/DMAc/DEG体系微孔膜及其性能表征

以PES/DMAc/DEG低临界共溶温度(LCST)体系为铸膜液,利用低临界共溶温度(LCST)的热致相分离(LCST-TIPS,简称RTIPS)法制备PES微孔膜。探究影响PES微孔膜理化性能及其结构的2个主要因素:凝胶浴温度、非溶剂(DEG)/溶剂(DMAc)的质量比。运用扫描电镜(SEM)﹑纯水通量﹑BSA截留率和机械强度表征微孔膜的结构和性能。试验结果表明:随DEG∶DMAc质量比增加,PES/DMAc/DEG体系的相分离温度降低;SEM结果显示,RTIPS法制备的PES微孔膜表面有明显的微孔,断面呈现双连续海绵状结构;当DEG∶DMAc质量比为0.9∶1、凝胶浴温度为80℃时,PES/DMAc/DEG体系制得的PES膜的渗透性能和机械性能最优:纯水通量为1 230 L/(m^2·h),断裂强度为1.95 MPa。PES/DMAc/DEG体系制得的最优性能的PES平板膜MSWDEG-2-80的应用结果显示,其对膜进水中的UV254具有较好的去除效果,且膜出水浊度稳定,为(0.23±0.01) NTU。