聚醚砜超滤膜的制备与优化

开发与研究国家火炬项目高科技环保型微生物法丙烯酰胺(AM)总经理:韩建国副总经理:周勇邮编:454100地址:焦作市解放西路马涧段电话:0391-2759166,2759124焦作多生多化工股份有限公司聚醚砜超滤膜的制备与优化杨艳红,刘金盾,张浩勤,方文骥(郑州大学化工学院,河南郑州450002)摘要:为了给复合膜制备提供理想的支撑基膜,采用L-S相转化法制备聚醚砜超滤膜。通过正交实验设计,系统研究了各种因素对聚醚砜超滤膜性能的影响,并采用回归分析得到了模型方程。结果表明:所制备的聚醚砜超滤膜的水通量为246.9L#m-2#h-1(操作压力0.1MPa),该膜对浓度为500mg/L的聚乙烯醇(PVA80000)截留率达95%以上。关键词:聚醚砜;超滤膜;制备;水通量中图分类号:TQ028.8文献标识码:A文章编号:1003-3467(2005)05-0013-03PreparationandOptimizationofPolyethersulfoneUltrafiltrationMembraneYANGYan-hong,LIUJin-dun,ZHANGHao-qin,FANGWen-ji(InstituteofChemicalEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450002,China)Abstract:Anidealpolyethersulfone(PES)ultrafiltrationmembraneusedasthesupportofcompositemembraneispreparedbyusingL-Sphasetransfermethod.ThefactorsinfluencingtheperformanceofPESaresystematicallystudiedbyorthogonalexperimentsandamodelequationisestablishedbyregres-sionanalysis.Theresultsshowtha,tthepurewaterfluxofpolyethersulfoneultrafiltrationmembraneis246.9L#m-2#h-1(underoperatingpressure0.1MPa)andtherateofretentiontopolyvinylalcoholsolution(PVA80000)ofconcentration500mg/Lreachesmorethan95%.Keywords:polyethersulfone;ultrafiltrationmembrane;preparation;waterflux1前言采用界面聚合方法制备复合膜,通常需要性能良好的基膜。基膜起支撑作用,应具有适当孔密度、孔径和孔径分布,并有良好的耐压密性和物化稳定性。工业上常用的支撑膜多为聚砜超滤膜。由于聚砜材料的耐候性、耐紫外线性能较差,耐有机溶剂性能也不太好,因而在制备复合膜时,溶剂的选择受到一定的限制。以界面缩聚法制备聚芳酯复合纳滤膜为目的,梁雪梅等[1]曾经制备了聚醚砜(PES)基膜,研究结果表明,膜的纯水通量偏低,导致界面聚合后复合膜的通量也比较小。因此,选用其他材料来制备支撑膜仍需做进一步的研究。为此,本文旨在为制备复合荷电镶嵌膜提供理想的支撑基膜[2],采用L-S相转化法[3-7]来制备聚醚砜超滤膜,实验采用正交设计方法,研究各种因素的影响规律。2实验2.1原料与试剂聚醚砜,BASF提供;N-甲基-2-吡咯烷酮,化学纯,广东汕头西陇化工厂;聚乙烯基吡咯烷酮(PVP),分子量10000~70000,分析纯,广东汕头西陇化工厂;聚乙二醇(PEG),分子量400,化学纯,天津科密欧化学试剂开发中心;聚乙烯醇,平均分子量80000,分析纯,湘中地质实验研究所。2.2实验仪器杯式超滤器,自制;膜性能表征装置,如下页图1所示;真空干燥箱,DZF-1型,上海跃进医疗器械收稿日期:2005-03-09基金项目:河南省杰出人才创新基金(0521001400)作者简介:杨艳红(1980-),女,研究生,从事传质与膜分离的研究。联系人:刘金盾,电话:(0371)63887315。#13#第5期杨艳红等:聚醚砜超滤膜的制备与优化1.气瓶2.截止阀3.减压阀4.稳压阀5.膜组件图1膜性能表征装置厂;紫外分光光度计,UV2450,日本岛津公司;孔径分析仪,NOVA2000E,美国Quantachrome公司。2.3膜制备方法将聚醚砜PES、N-甲基-2-吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙二醇等按一定的比例混合,配制均一、稳定的铸膜液。将配制的铸膜液用滤布过滤,然后置于真空干燥箱中真空脱气。温度25e,控制空气相对湿度45%~55%,