PSF_PES共混超滤膜的性能研究

第38卷第5期2010年5月化工新型材料NEWCHEMICALMATERIALSVol138No15#97#作者简介:赵后昌(1986-),男,硕士研究生,研究方向为新型膜组件及其加工技术。联系人:皇甫风云。PSF/PES共混超滤膜的性能研究赵后昌1皇甫风云1,2*白云东1,2孔媛媛2马琳2(1.天津工业大学材料科学与工程学院,天津300160;2.天津工大纺织助剂有限公司,天津300160)摘要以聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)为膜材料,N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,以聚乙二醇(PEG)为添加剂,纯水为凝固浴,采用液-固相转化法制备了共混超滤膜。用动态热机械分析(DMA)法表征了PSF与PES的相容性,表明PSF与PES是部分相容的高聚物。研究了铸膜液中固含量的组成和PEG的分子量以及凝固浴温度对共混超滤膜性能的作用,结果显示这些因素对膜的水通量和截流性能有很大影响。关键词聚砜,聚醚砜,共混,动态热机械分析,聚乙二醇ResearchonpropertiesofPSF/PESblendultrafiltrationmembraneZhaoHouchang1HuangfuFengyun1,2BaiYundong1,2KongYuanyuan2MaLin2(CollegeofMaterialsScienceAndEngineering,TianjinPolytechnicUniversityTianjin300160;TianjinPolytechnicUniversityForTheTextileAuxiliariesCo,.Ltd,Tianjin300160)Abstracttheblendultrafiltrationmembranewasmadeusingpolysulfone(PSF)andpolyethersulfone(PES)asmembranematerialbyliquid-solidphasereversemethodinthepresenceofN-methy-l2-pyrrolidinone(NMP)ascastingso-lventandpolyethyleneglycol(PEG)withdifferentmolecularweights(PEG-200~PEG-4000)asadditivesandpurewaterascoagulationbath,ThecompatibilityofPSF/PESwasinvestigatedbythedynamicthermomechanicalanalysis(DMA),itshowedthatPSF/PESblendsystemwassemimiscible.Severalfactor(concentrationofsolidcontent,weightofPEG,temperatureofpurewater)werealsostudiedandshowedthattheywereimportanttotheperformance(purewaterfluxandrejection)ofmemebrane.Keywordspolysulfone,polyethersulfone,blend,dynamicthermomechanicalanalysis,polyethyleneglycol聚砜(PSF)与聚醚砜(PES)以其优异的化学稳定性、机械稳定性以及耐热性,被广泛地用于制备超滤膜。但是纯PSF与PES膜的通量较低。与接枝或嵌段共聚等化学改性方法相比,高分子材料物理共混是根据PSF与PES热力学相容性之间的差异,在一定程度上改变铸膜液的热力学性能,从而实现性能上的优化。迄今为止,对PSF/PES共混超滤膜性能的研究已有所报道[1-3]。但关于用DMA方法表征PSF与PES的相容性还从未见报道。本方法首次使用DMA法表征了PSF与PES的相容性,并通过改变铸膜液中固含量(PSF/PES)的组成、PEG的分子量和凝固浴的温度等因素来研究PSF/PES共混超滤膜的性能,并用扫描电镜观察了PEG的分子量对共混膜结构的影响。1实验部分1.1试剂与仪器聚砜(PSF):工业品,大连宝力摩新材料有限公司;聚醚砜(PES):工业品,德国巴斯夫公司;N-甲基吡咯烷酮(NMP):分析纯,天津市光复精细化工研究所;聚乙二醇(PEG):分析纯,天津市瑞金特化学品有限公司;牛血清蛋白(BSA):生化试剂,北京奥博星生物技术有限责任公司。膜性能测试仪:天津工大高新技术实业公司;DMA:DMA242,NETZSCH公司;SEM:JSM-6700F。1.2膜的制备将添加剂PEG加入到溶剂NMP中,搅拌溶解,加入一定量的膜材料PSF和PES,加热到70e搅拌至均匀透明,真空脱泡24h