聚砜与高分子液晶共混超滤膜的研制

第30卷第3期辽宁化工Vol.30,No.32001年3月LiaoningChemicalIndustryMarch,2001科学研究聚砜与高分子液晶共混超滤膜的研制王宏光,张宝砚(东北大学理学院,辽宁沈阳110006)【摘要】将聚砜与高分子液晶以溶液法共混,采用L-S相转换法制膜。考察了相关制膜参数如溶剂、高分子液晶的浓度、聚砜的浓度、添加剂的用量、蒸发温度和蒸发时间等对超滤膜性能的影响。【关键词】超滤膜;共混;聚砜【中图分类号】TQ028.8【文献标识码】A【文章编号】10040935(2001)03009302StudyonBlendUltraflitrationMembraneofPolysulfoneandLiquidCrystallinePolymerWANGHongguang,ZHANGBaoyan(DepartmentofChemistry,CollegeofScience,NortheasternUniversity,Shenyang110006,China)【Abstract】Polysulfone(PS)andLiquidCrystallinePolymer(LCP)wereblendedtoprepareultraflitrationMembranebyusingL-Sphase-inversionmethod.Theinfluenceofpreparationparameters,suchassolvent,theconcentrateofLCP,PS,addictive,evaporationtemperatureandtime,onthepropertiesofUFmembranewerestud-ied.【Keywords】Ultraflitrationmembrane;Blend;Polysulfone1前言随着膜技术领域的不断扩大,对膜材料的性能不断提出新的要求,现有的单一聚合物材料难以适应,因此迫切需要开发新的品种或对现有的材料进行改性。对膜材料进行改性的常用方法有接枝、共聚、交联、共混、等离子表面照射、溶剂预处理等。已发现采用聚合物共混的方法可以制得性能优异的聚合物共混分离膜[1]。我们将自制的高分子液晶[2]与聚砜共混,采用L-S相转换法制膜,不但工艺简单,而且高聚物支撑体的存在也使膜的实际应用更加方便。2实验部分2.1仪器与药品杯形超滤器,有效膜面积23.7cm2;紫外分光光度计,751G型。聚砜;聚乙烯吡咯烷酮;牛血清白蛋白(生物制品);高分子液晶为本室自制;二甲基甲酰胺(DMF,分析纯);二甲基乙酰胺(DMA,分析纯);N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP,分析纯)。2.2膜的制备与性能测试膜的制备:精确称取一定量的高分子液晶、聚砜和聚乙烯吡咯烷酮(精确至0.0002g),加入溶剂,加热溶解,放入80℃调温调湿箱中恒温1h,在80℃下刮膜,3～5s后放入凝固水浴中,3～4h后取出。若无特殊说明,高分子液晶浓度为1.5%,聚砜浓度为15%,聚乙烯吡咯烷酮浓度为8%(均为质量百分比),环境湿度小于30%。性能测试:先将膜预压(0.15MPa,2h),然后在0.1MPa压力下用去离子水测其水通量,用0.05%的牛血清白蛋白溶液测定截留率,计算公式如下:(1)水通量纯水通量=透过液量有效膜面积×所需时间(Lm2·h)(2)截留率【收稿日期】2000-06-05【作者简介】王宏光(1966-),女,工程师。截留率=(1-透过液光密度原液光密度)×100%3结果与讨论3.1铸膜液中溶剂的选择表1为铸膜液中溶剂选择试验,结果如下。表1共混材料在不同溶剂中的溶解情况溶剂温度℃溶解情况温度℃溶解情况DMF25不溶100部分溶解DMA25不溶100部分溶解NMP25不溶75全部溶解实验结果表明,以NMP为溶剂,体系可在75℃时成为均相溶液,因此确定铸膜溶剂为NMP。为保证铸膜液体系的稳定性,在实验中固定铸膜液温度为80℃。3.2高分子液晶浓度的影响表2为铸膜液中高分子液晶浓度的变化对超滤膜性能的影响。表2高分子液晶浓度的影响浓度%水通量(Lm2·h)截留率%0.0730670.5660791.5550952.535085实验表明,当高分子液晶浓度为1.5%时,截留率最高,水通量适中,所以选择其浓度为1.5%。3.3聚砜浓度的影响表3为高聚物基料即聚砜浓度的改变对超滤膜性能的影响。表3聚砜浓度的影响浓度%水通量(Lm2·h)截留率%107808215560942040091实验表明,水通量随聚砜浓度的增加而明显下降,截留率在聚砜浓度小于15%时,随聚砜浓度的增加而增加,当聚砜浓度大于15%时,截留率随聚砜浓度变化不大。所以选择聚砜浓度为15%。3.4添加剂浓度的影响聚乙烯吡咯烷酮是制备聚砜超滤膜的常用添加剂