大孔径聚砜超滤膜的研究

第12卷1习33年第邑期谊飞月环境ENVIRONMENTAL化学CHEMISTRYVol.12,No。6Novemter19匀3大孔径聚砚超滤膜的研究李书申吴开芬韩式荆(中国科学院生态环境研究中心,北京,1。仓。日5)摘要作者用向铸膜液中加水的方法对制备大孔膜进行了研究.选择适宜的聚讽浓度和水含量,可以制得截留分子量为16万的聚砚超薄膜.该膜对丙种球蛋白的截留率)95%,纯水透水速度可达70一80ml/。m,·h(0.IMPa).关抽词:聚砚,大孔径膜.在膜技术发展和膜应用过程中,人们对大孔超滤膜(截留分子量>10万)和微孔膜要求越来越多,以大孔膜为膜基所制成的复合膜已经成功地应用于脱盐、浓缩和分离等.在生物工程中,大孔超滤膜用来除菌显示其通量大,效率高的优越性.聚矶是人们广泛用来制膜的材料之一,由于聚枫具有优良的热和化学稳定性,做为复合膜的膜基尤其受到人们的欢迎.关于聚枫大孔超滤膜的研究,国内外均有一些报导,对于含水体系聚讽大孔超滤膜尚未发现有人研究.本文对含水体系的大孔超滤膜进行了初步的探索。实验部一分h原料、仪器及设备聚矶:上海天山化工厂生产,聚乙二醇(PEG):日本进口分装,氮甲基毗咯烷酮(NMP):西德进口,牛血清白蛋白(MW6700),丙种球蛋白(Mw150000).平板膜评价器:自制,杯式超滤器:自制,Uv一260分光光度计:日本岛津.红制膜采用L一5制膜法,将聚合物及成孔剂投入溶剂中溶解,得到有一定浓度的,透明的铸膜液,将铸膜液刮制在无纺织布衬底上,浸入凝固浴介质中凝胶成膜.3,评价将膜放入评价器中,在。.25MPa的压力下预压Zh,然后用。.IMPa的压力在杯式超悲器中测其透水速度,并分别测其对牛血清白蛋白和丙种球蛋白的截留率.结果与讨论1.膜液中含水量对膜性能的影响膜液中的含水量不同,就等于用不同含水量的溶剂来溶解聚合物,它不仅影响溶剂6期李书申等:大孔径聚矾超滤膜的研究465的溶解性能,而且对膜液的薪度和成膜的性能均有直接的影响.表1给出了以NMP为溶剂,聚合物浓度为10%,成孔剂浓度为20%时,不同含水量铸膜液的溶解情况,视观薪度及膜的性能.表1膜液中含水量对膜性能的影响’Table1EffeetofH20eontentineastingsolutiononmembranePerformaneePS(%)H:0(%)R(%)二60000{150000了(ml/cmZ·h)膜液外观膜液钻度粘度增大]..奋nJ工勺J恤弃七月七目了nOQ甘3l0111010867972198996945透明,稀透明,稍浓透明,较浓透明,浓稠不溶解相对湿度:65%,凝固浴温度:27℃,测试水温:25℃.6000为牛血清白蛋白分子量,15000为a一球蛋白分子量.由表1可以看出,膜液中的含水量对膜性能的影响很大.在浓度较低的膜液中,由于一定的水分子存在,使得本来就已经变弱了的聚集体间的相互作用力进一步削弱,当膜液中含水量超过2%时,聚合物分子聚集体的间距骤然加大,经过凝胶定型后,得到了从含水量为O一3%时的性能极为悬殊的超滤膜.从上述规律可以看出,完全可以通过控制膜液中的含水量制备出截留分子量从数万到数十万不同孔径的超滤膜.2.聚合物浓度对膜性能的影响在成孔剂和含水量不变的情况下,对不同浓度的PS溶液的成膜性能进行了比较,从表2可以看出,膜的通量随PS浓度的降低而增加,但远没有水的含量对膜性能的影响显著。农2聚合物浓度对膜性能的影响.Ta目e2EffcetofpolymerconeentratfononmembraneperformaneePS(%)成孔剂(%)(m]/emZ·h)l(%,25万)PS(%)H20(肠)了IR(ml“mZ·h)l(%,15万)39山OUO”...Ž.,.月月月口.‘介UO..1”1甘J.上咭.几知)一孔%一幼20成(一Ž衬,曰魂匕90冲一;‘,叼%一22He一2020138112l0l1相对温度:“%,凝固浴温度:20℃,测试水温:25℃3.环境湿度对膜性能的影响为了考察环境湿度对膜性能的影响,从相对湿度为30%到80%之间做了一系列的实验.结果发现,环境湿度对膜的透水速度影响不大,对截留性能几乎没有影响.这可能是溶液中含水量起了主导作用的缘故,结果如图1所示.4.蒸发时间对膜性能的影响用控制刮膜机的送布速度的方式来实现膜液在空气中的停留时间,结果和环境湿度对膜性能的影响的情况一样,在膜液允许的燕发时间内,蒸发时间对膜的性能亦无太大的影响,续果如图2所示.12卷针气‘二二于二于幸JOf)尧;声二二二二二拓高共二奋不舀琦气球蛋自。15阳。了一球蛋自〔150On0)属加忿河日~一一一一--一一,凝固浴温度,叭蒸发时间l临』的~飞拐一一日„火6()仁__止3040班飞凝固浴温度:场下:相对湿度:35亩相