新型磺化聚醚砜酮复合纳滤膜

第21卷第1期2001年2月膜科学与技术MEMBRANESCIEN旺ANDTECHNO【YVo121No．1Feb．200I文章编号：1007—8924(2001)O1—0011—04新型磺化聚醚砜酮复合纳滤膜蹇锡高张守海戴英李冶强高悦许海燕(大连理工大学化工学院高分子材料系，大连115012)摘要：以舍二氟杂萘酮结构新型聚醚砜酮超滤膜为底鹿，以磺化聚醚砜酮为复合膜潦层材料制备复合纳滤膜，研究了浸涂稀溶液组成(磺化聚醚砜酮含量、磺化度、添加剂等)、熟处理温度及时同等对复合膜JI生能的影响．考察了复合膜的耐热性能．关t词：磺化聚醚砜酮；复合鹿；纳滤中图分类号：28．8文献标识码：A纳滤(Nanofiltration)是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程，纳滤膜的孔径范围在几个纳米左右，其对单价离子和分子量低于20o的有机物脱除较差，而对二价或多价离子及分子量介于200～500之间的有机物有较高脱除率』．目前，各国已研制了各种“疏松”复合膜，FilmTec公司的NF系列复合膜、日本电工的NTR系列复合膜、日本东丽公司的UTC系列复合膜和我国国家海洋局的磺化聚醚砜复合膜等L2J．国际上复合半透膜的发展趋势为开发高性能的复合半透膜．即开发耐氧化、耐游离氯、高脱盐、高水通量、耐热、抗污染复合半透膜和特种复合半透膜．提高膜的耐游离氯性能是当前十分重要的任务之一．根据专利L4j制得的含二氦杂萘酮结构新型聚醚砜酮(PPESK)，其玻璃_；_oPPESK．-~构式1．2PPESK的磺化及红外裹征参考文献[8]、[9]采用非均相磺化法，以发烟硫酸为磺化荆制得磺化聚醚砜酮．用PERKIN—ELMERl70o型红外分光光度计、KBr压片法测定PPESK和SPPESK的IR图谱．化转变温度高达263～305℃，具有优良的综合性能，是目前耐热等级最高的可溶性聚醚砜酮树脂，特别适合应用于分离膜领域L6JJ、本文将PPESK磺化制得磺化聚醚砜酮(SPPESK)，以较高磺化度的SPPESK为复合膜涂层材料，所制复合膜具有很好的耐热性．1实验1．1试剂和材料PPESK自制；发烟硫酸为化学纯；氯仿、N，N一二甲基乙酰胺、乙二醇、聚乙二醇(PEG)、二甲基亚砜、无水乙醇、乙二醇甲醚、甘油和N，N一二甲基甲酰胺均为市售分析纯试剂．碣1．3复合膜的制备复合膜的制备是将一定量高磺化度的SPPESK溶解于乙二醇甲醚和添加剂中，配置成浸涂稀溶液、将漂洗后的无纺布增强PPESK超滤底膜固定在玻璃板上，将浸涂稀溶液倾倒在底膜上刮制成膜．在空收稿日期：2000—04—25；修改稿收到日期：2000—07—25基金项目：国家自然科学基金资助项目(59473019)作者简舟：蹇锝高(1946-)．男，四川人，教授，博士生导师，从事高分子材料研究OC维普资讯http://www.cqvip.com12·膜科学与技术第2l卷气中自然晾干，然后将膜在一定温度下热处理一定时间，即制成复合膜，在水中浸泡36h后，经预压即可使用．1．4膜性能的测试复合膜的测试分别以一定浓度的达旦黄、Na2SO4、NaC1、MgSO4和MgC12水溶液作供料液，用中科院大连化学物理研究所加工制造的渗透池，测定膜的水通量和脱睬率．操作压力为0．2、0．25或0．3MPa；用DDS—uA型电导率仪测定膜对无机盐的脱除率．达旦黄的检测用上海分析仪器厂产751型分光光度计．2结果与讨论2．1磺化聚醚砜酮合成图1为PPESK和sPP蹦(的红外光谱图．其中1014cmI1处为芳醚键的对位取代环振动吸收峰，1032crnI1处和1086crnI1处分别是磺酸基o=昌S—O对称伸缩和S一0伸缩的特征吸收峰．1670crnI1处为大分子中二氯杂萘酮结构中的c—0振动吸收峰．400032(D24001900I500l100850650波数／on-图1SPPESK和PPESK的红外光谱图2．2复合膜液中鲫·PEsK含量与膜性能关系采用浸涂法制备荷电复合纳滤膜，考察浸涂稀溶液中sPPEsI(含量与膜性能的关系．从表1可知，稀溶液中SPPESK含量的变化对膜性能影响较大．随着SPPESK含量的增加，膜的水通量下降，脱除率上升．但水通量的变化要比脱除率的变化剧烈得多．这主要是因为．随着寝涂稀溶液中SPPESK含量的增加，复合超薄层的厚度将增加，从而导致膜的水通量下降，脱除率上升．2．3非质子极性溶剂对膜性能的影响在浸涂稀溶液中加入非质子极性溶剂(质量分袁1SPPESK含量与膜性能关系操作压力：0．2M，进料液：1000r~g／L的N~SO4水溶液数为5％)，研究不同溶剂对膜性能的影响，结果如表2．表2非质子极性溶剂对膜性能的影响操作压力：O．25MPa，进料液：1000mg／LNa2SO+水溶液从表2可知，DMAc和DMF的加入使膜