共混超滤膜的研究进展

¹共混超滤膜的研究进展刘振,崔永芳(天津纺织工学院材料科学系,天津300160)摘要:本文综述了共混超滤膜的发展现状、工艺条件与膜性能的关系,并阐述了共混超滤膜的优点。关键词:共混;超滤中图分类号:TQ028.8文献标识码:A文章编号:1000-3770(2000)03-0125-05常用的对膜材料进行改性的方法有接枝、共聚、交联、共混、等离子表面照射、溶剂预处理等。其中共混是膜材料改性、扩大膜材料品种的简便易行的方法[1,2]。本文综述了国内外共混超滤膜的研究内容及结果。1共混超滤膜的发展现状1979年Marze等人[3]报道了聚醚砜/聚砜共混超滤膜的研究情况。国外共混超滤膜的研究工作见表1。表1国外共混超滤膜的研究研究者膜材料溶剂文献MKiyoichi等PAN/丝纤蛋白ZnCl2-H2O4KTakshi等PAN/CADMSO5YNishio等PAN/celluloseDMAc-LiCl6SPNunes等PVDF/PMMADMAc7CBlicke等PESA/PEIDMAc8FTomohiro等PAN/PSDMF9IMWienk等PES/PVPNMP10MAIslam等PBA/PVCDMF11注:聚丙烯腈(PAN),聚乙烯吡咯烷酮(PVP),二醋酸纤维素(CA),聚砜(PS),丙烯腈-丁二烯共聚物(PBA),聚氯乙烯(PVC),聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),聚偏氟乙烯(PVDF),聚醚砜酰胺(PESA),聚醚酰亚胺(PEI),二甲基甲酰胺(DMF),二甲基乙酰胺(DMAc),二甲基亚砜(DMSO),N-甲基吡咯烷酮(NMP),磷酸三乙酯(TEP),聚已二醇(PEG)。国内共混超滤膜的具体研究情况见表2。第26卷第3期2000年6月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.26No.3June,2000¹收稿日期:1999-02-01表2国内共混超滤膜的研究情况研究者膜材料溶剂添加剂文献丁马太等PVC/PANDMAcPEG12、13王静娟等PS/SPSDMAcPVP、DMP14吴开芬等PES/PDCDMAcPEG15王保国等PAN/PSDMFTEP16刘永建等PAN/CADMSOPEG、PVP17、18陈联楷等HCEC/CA丙酮ZnCl2、有机醇19陈世英等PAN/CADMAc—20,21陆晓峰等PEK/SPS、PES/SPS、PEK/PESDMAc—22凌爱莲等PAN/PS、PAN/CA、PAN/PVCDMAc、NMP、DMF甲醇、乙醇、二乙胺23扬少华等PVDF/SPES-CDMAc有机添加剂24梁国明等PEK/SPSDMAcPEG25郝继华等PVDF/CMPSDMAcPEG26尹秀丽等PAN/PVDFDMAc、NMPPEG27葛继均等PAN/SiO2DMFSiO228注:磺化聚砜(SPS),高取代度氰乙基纤维素(HCEC),聚醚砜(PES),酚酞侧基聚砜(PDC),聚醚酮(PEK),磺化聚芳醚砜(SPES-C),氯甲基化聚砜(CMPS)。从文献报道来看,目前对共混超滤膜的研究在制膜时采用的添加剂可以是有机物,也可以是无机物,采用的溶剂一般为DMAc、DMF或DMSO等,凝固液通常采用水或溶剂的水溶液。2共混超滤膜的制膜条件与膜性能的关系2.1共混物的总浓度对膜性能的影响铸膜液中聚合物总浓度对膜分离性能的影响与单组分聚合物膜的规律相似。随着共混物总含量的增加,铸膜液的网络结构致密,微孔孔径和孔隙率下降,因而水通量减少,截留率增大[6-8,13-17]。2.2添加剂对膜性能的影响2.2.1添加剂种类对膜性能的影响凌爱莲等[23]、陈联楷等[19]研究了添加剂种类对膜性能的影响。他们认为对聚合物共混体系,由于含有两种聚合物,虽然它们能完全相容,但会改变原来单组分聚合体系中聚合物、溶剂分子间的作用力,所以对单一聚合物超滤膜有效的添加剂不一定是共混膜的有效添加剂。例如对PAN超滤膜,磷酸、甘油、丙醇、醚类等均为有效添加剂,而在PAN/CA共混膜中,加入磷酸、丙醇会使溶液分层,加入甘油,溶液中出现胶冻,使膜性能变差,实验结果表明,一些醇类和酯类是这种共混膜的较佳添加剂,而以甲醇和乙醇最好[23]。2.2.2添加剂用量对膜性能的影响添加剂的用量直接影响膜的孔径和分布,从而影响膜的性能。随着添加剂含量的增加,单位体积内的聚合物分子数减少,聚合物分子间作用力减弱,缠结点减少,铸膜液结构更为疏松,成形时溶剂和凝固剂的双扩散速度加大,凝固速度加快而形成较疏松的膜结构,故随着添加剂含量的增加,孔径和水通量均上升,而截留率下降[5-7,17,19,24]。2.2.3添加剂分子量对膜性能的影响126水处理技术第26卷第3期郝继华等[26]、尹秀丽等[27]研究了添加剂分子量对共混超滤膜结构和性能的影响规律。结果表明,添加剂