相转化法聚砜超滤膜的制备及工艺条件优化研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:qingshuiyilian
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本文采用干/湿浸入沉淀相转化法制备聚砜超滤膜,系统研究了聚乙烯基吡咯烷酮(PVP-K30)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP-K90)、聚乙二醇(PEG-6000)、聚乙二醇(PEG-20000)、丙酸(AS)及氯化锌(ZnCl2)六种添加剂和添加酒精(C2H5OH)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)的两种凝固浴对膜结构及性能的影响;采用SEM,对不同工艺条件制备的聚砜膜进行了断面、皮层结构观察;应用正交试验研究方法,得到最优试验方案;采用模拟血液,对制备的聚砜膜进行性能测试研究,为其用于血透膜进行初步探索研究。1、膜性能测试表明,PVP-K30、PVP-K90、PEG-6000、PEG-20000四种高分子添加剂所制得膜的孔隙率均大于81%,表明具有明显的制孔作用,PVP-K30、PVP-K90及PEG-20000三种添加剂制得膜的纯水通量和牛血清蛋白(BSA)截留率存在反比关系,纯水通量较大时(360L·m-2·h-1),BSA截留率明显下降(91%左右);PEG-6000制得膜纯水通量增大的同时(360L·m-2·h-1),BSA截留下降较小(大于93.2%),超滤性能较佳;2、研究发现,AS和ZnCl2两种小分子作为添加剂,添加量少时,所制膜的孔隙率较小,随着AS和ZnCl2含量提高,AS和ZnCl2抑制孔的形成,当AS含量为20wt%时膜的孔隙率低于72%,ZnCl2含量为20wt%时膜的孔隙率为78.8%;3、凝固浴中酒精或NMP体积分数小于40%,凝固浴中含酒精时所制得膜的纯水通量和截留率比凝固浴中含NMP均较高;当酒精或NMP体积分数达到80%时,含NMP的凝固浴制得膜的截留率大于99%,膜的纯水通量下降到95L·m-2·h-1,含酒精的凝固浴制得膜的截留率大于93.7%,纯水通量为300L·m-2·h-1,添加酒精的凝固浴所制得膜的超滤性能较优;4、正交试验得到的最优配方为,PSf:16wt%,PEG-6000:20wt%,凝固浴中酒精含量为50vol%,铸膜液在空气中的蒸发时间为120s;5、采用模拟血液液,对所制备的聚砜膜进行血透超滤模拟应用实验,结果显示,BSA的截留率达到97.8%,尿素去除率达到84.3%,肌酐去除率达76.5%,基本达到血液透析用膜的要求。
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