聚砜超濾膜
聚砜超濾膜是指由雙酚和4,4'-二氯二苯砜縮合制成的工程塑料膜。它的特點是化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、機械性能良好。應(yīng)用于超濾膜的主要材料有聚偏氟乙烯、聚酞胺、聚醚砜和聚砜等聚合樹脂材料具有剛性強、強度高、抗蠕變、尺寸穩(wěn)定、耐熱、耐酸堿、耐氯性好及抗氧化等優(yōu)點。
簡介
作為一種新型高效的分離方法,膜分離技術(shù)具有選擇性高、無污染等優(yōu)點。操作>簡單、能在膜分離領(lǐng)域耗低、占地少、市場占用率最高的兩種膜組件是中空纖維超濾膜和卷式膜。中空纖維超濾膜可以承受較大的靜壓力,比表面積大,較卷式膜組件具有更高的裝填密度,但卷式膜組件由于更好的膜污染控制性、操作的簡單性、滲透量較大、堆積密度也很大,所以在實際生成中應(yīng)用廣泛,如海水淡化、生產(chǎn)生活用水凈化、醫(yī)藥提純、果汁濃縮、造紙電鍍化工等輕污染行業(yè)水處理與回收、城市污水回用等領(lǐng)域。
應(yīng)用于超濾膜的主要材料有聚偏氟乙烯、聚酞胺、聚醚砜和聚砜等聚合樹脂材料具有剛性強、強度高、抗蠕變、尺寸穩(wěn)定、耐熱、耐酸堿、耐氯性好及抗氧化等優(yōu)點。其中聚砜(PSF)超濾膜也是應(yīng)用較廣的一種,因為它耐溫、耐酸堿,而且機械強度好,在食品、醫(yī)藥以及家用飲用水凈化領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用空間 。
聚砜材料的性能
聚砜類高分子材料廣泛用于超濾分離膜制備,具有玻璃化溫度高(Tg)為190℃、物理性能好、抗酸堿、造價低廉等優(yōu)點。但是聚砜材料親水性差、抗菌性差、不耐污染,所以要添加定量的親水性添加劑。浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法是通過均相制膜液中的溶劑蒸發(fā)、或在制膜液中加入非溶劑、或使制膜液中的高分子熱凝固,使制膜液由液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔�。用該法制備超濾膜,關(guān)鍵是選擇合適的制膜液配方(包括聚合物濃度、溶劑、添加劑種類及含量等)及制膜工藝條件。
聚砜濃度對膜結(jié)構(gòu)的影響
通常情況下,低聚合物濃度下制得的膜,厚度相對較小,表層及內(nèi)部較疏松;高聚合物濃度下制得的膜,厚度較大,表層及內(nèi)部較致密。也就是隨著聚合物濃度的增加,膜結(jié)構(gòu)從疏松向致密轉(zhuǎn)變。隨聚合物濃度降低,膜結(jié)構(gòu)有從致密向疏松的變化過程。
高分子添加劑的用量對超濾膜性能的影響
以PVP (K30)作為添加劑,N, N-二甲基乙酞胺為溶劑,PS固含量為18%,凝固浴為25℃純水時,研究了PVP添加量對聚砜膜性能的影響。隨著親水性PVP添加劑用量的增加,其在制膜液中所占的位置比例增大,在進入凝固浴的過程中,其很好的水溶性造成孔隙率的增加和孔的增大,膜片的水通量有逐漸增加的趨勢,牛血清白蛋BSA的截留率則隨著添加劑的增加有降低的趨勢。當(dāng)然,PVP的分子量的大小,亦決定了其占孔的位置,從而決定超濾膜的孔結(jié)構(gòu)、膜性能。
總結(jié)
聚砜(PSF)超濾膜是應(yīng)用較廣的一種,因為它耐溫、耐酸堿、耐細菌腐蝕性好,而且機械強度好,在食品、醫(yī)藥以及家用飲用水凈化領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用空間。采用浸沒沉淀相轉(zhuǎn)換法的技術(shù)原理制備聚砜型卷式超濾膜膜片,并得到以下結(jié)論:
1、低聚合物濃度下制得的膜,厚度相對較小,表層及內(nèi)部較疏松;高聚合物濃度下制得的膜,厚度較大,表層及內(nèi)部較致密。
2、固定其它實驗條件,隨著親水性PVP添加劑用量的增加,其在制膜液中所占的位置比例增大,在進入凝固浴的過程中,其很好的水溶性造成孔隙率的增加和孔的增大,膜片的水通量有逐漸增加的趨勢,牛血清白蛋BSA的截留率則隨著添加劑的增加有降低的趨勢。
3、固定其它實驗條件,隨著凝固浴中DMAC的增加,膜結(jié)構(gòu)由指孔型逐漸向海綿狀體的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,超濾膜的水通量逐漸降低,BSA的截留率逐漸增加,且海綿狀體結(jié)構(gòu)抗壓性好,適宜做納濾膜和反滲透膜的底層。
4、當(dāng)DMAC占凝固浴的比例為10%,其它實驗條件相同的條件下,低溫4℃凝固浴時制備膜片的水通量和截留性能明顯好于40℃時的結(jié)果,樣片的兩項性能均接近了標(biāo)準(zhǔn)樣片SD的水平。
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