聚砜_磺化聚砜共混超滤膜的研究

第12卷1933年环境E卜VIRO刊MENTAL袒学Cl」EMISTR飞Vol。12,N0.6Novemberl习93聚砚一磺化聚砚共混超滤膜的研究续曙光李静刘(中国科学院生态环境研究申公忠洲刘廷惠北熏.遏000a5)要本文以聚飒和磺化聚枫为原抖,侧备了低截留分子量的共混超滤膜,此种膜具有适中透水量,对分子量3。。。的PEG截留率在叨%以上.对膜的制备春数,如聚合物浓度、不同溶剂、不同添加剂和凝胶介质对膜性能的影响进行了较详细的研究.关扭词:聚矾,磺化聚矾,共混膜.超滤分离技术的应用领域扩展很快,对膜性能也提出了多方面的要求,由已有品种的高分子聚合物,通过共混方法而得到具有新性能的共混膜是开发新型膜的途径之一〔”。聚矶超滤膜因机械强度好.性能稳定,应用很广〔幻.但这种材料亲水性较差,制备低截留分子量的膜时,透水速度太低.磺化聚飒的亲水性能优于聚矾,可制备低截留分子量的超滤膜〔3一5,,但机械强度稍差.本文用共混方法将聚枫和磺化聚矾混合在一起,结合二者各自特性以制成具有较高透水率和低截留分子量的共混超滤膜.实验部分1.原料及试剂(1)聚矶:特性粘数0.73,(2)磺化聚讽:交换当量0.89,{3)X一甲基毗咯烷酮:化学纯,(4)皿甲基甲酷胺:分析纯,盯5)二甲基乙酷胺:化学纯,(5少丙二酸:三级纯,(了)件丁内酚:化学纯,(8)乙二醇甲醚:化学纯,(孕)顺丁烯二酸:化学纯,(功)硝酸钠:分析纯,(rl)硫氰酸钾:分析纯,题12)高氯酸镁:化学纯,红砂聚乙二醇(PEG):分子量2000,3000,6000,上海化学试剂采购供应站。上海曙光化工厂,上海原子核研究所,上海化学试剂公司,夭津化学试剂三厂,北京化工厂,北京化学试剂研究所,北京化工厂,上海试剂三厂,上海新中化工厂,北京红星化工厂,成都化学试剂厂,北京南尚化工厂,西德Sehaehardt,西德Fluka,日本进口分装,6期续曙光等:聚讽一磺化聚讽共混超滤膜的研究4692.制膜与评价将聚枫(Ps)和磺化聚讽(SPS)真空干燥后溶于一定量的溶剂中,溶解后过滤脱泡。用玻璃刮刀铸膜,挥发305后浸入凝胶浴,浸泡24h,进行性能评价.透水率测定:用去离子水在20℃,3kg/cmZ压力下测定纯水透过率f.截留率测定:用l000ppmpEG溶液(分子量为2000,3000,6000),运转一定时I’ed后,分别对料液和透过液取样,在总碳分析仪上测定.结果与讨论1.聚合物浓度对膜性能的影响以N一甲基毗咯烷酮(NMP)为溶剂,聚矾浓度21%,改变SPS浓度,考察了聚合物浓度对膜性能的影响,实验结果列于表1.表1聚合物浓度对膜性能的影响Tablo1EffeetofPolymereoneentrationonmembranePerformanee膜号228一1228一2228一3228一4228一5228一6.228一7.SPS浓度(%)1215f(ml/emZ·h).764,134。213。02左(%)二35。569。875。991.074。2粘度太大,膜液无法混合均匀,因而无沙制膜;二以PEG一3000作标准物·表1表明:(1)透水率和截留率在磺化聚矾浓度小于6%时,随着SPS浓度增加而增加;(2)当SPS浓度大于6%时,透水率和截留率均下降.这说明SPS浓度小于6%时,由于SPS的加入,增加了膜的亲水性,使得膜的透水率有所增加,截留率也呈上升的趋势;当SPs浓度大于6%时,膜液的粘度明显增大,聚矾和磺化聚矾相溶性不好,膜液出现不混溶现象,因而膜的平均孔径较大而孔数较少,或出现缺陷,所以膜的透水率均下降。2。不同溶剂对膜性能的影响溶剂的选择是膜液配制的关键,对于膜性能也有很大的影响.戏于共混膜,由于铸膜液中增添了一种聚合物.不仅存在着溶剂与聚合物之间的相互作用,而且又多了聚合物与聚合物之间的相互作用,因而在选择溶剂方面就更要仔细.本实验以N一甲基毗咯烷酮(NMP),二甲基甲酞胺(DMF),二甲基乙酞胺(DMAC),分别作为溶剂,聚合物浓度21%,磺化聚矾浓度6%制成铸膜液,并测定膜性能和凝胶速度,结果列于表2和表3。以DMF为溶剂制成的膜液出现团块,PS与SPS相溶性太差.膜液非常混浊,根本无法制膜,所以DMF作为PS,/SPS共混膜的溶剂是不合适的.由表2可以看出,以N一甲基毗咯烷酮为溶剂制成的膜与以二甲基乙酷胺为溶剂制成的膜相比,DMAC膜透水率较高,而NMP膜的截留率较大。47公环表2几句.不同溶剂对PS/SPS共混膜性能的影响2Effeetofsolve爪sonmembranePerform如ee钮学玲卷表3不同溶剂对凝胶速度的彭响‘Tabl.3Ef众etofsolventsonco合gul日t幼gvelocityR(%)下降高度(。m)3。04。熔剂种类f(ml/cmZ·hPEG20