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本文用易降解、亲水性优良的天然高分子材料丝素(SF)与聚丙烯腈(PAN)共混,采用沉没相转化法制备SF/PAN共混膜。讨论了脱胶工艺对生丝精炼效果的影响;用溶解度参数法和稀溶液粘度法等研究了SF/PAN共混体系的相容性,探讨了SF/PAN的共混比、聚合物浓度、铸膜液温度、凝固浴条件、后处理工艺对共混膜结构与性能的影响,并用场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察了膜表面和断面形貌,结果表明:
(1)采用碳酸氢钠脱胶法对生丝脱胶,研究了脱胶温度及时间、碳酸氢钠浓度对脱胶效果的影响。结果表明,随着脱胶温度的升高,脱胶率显著增大,且脱胶更均匀;脱胶工艺以碳酸氢钠溶液作为脱胶试剂时,浓度保持在2wt%-6wt%之间脱胶效果较好。
(2)用溶解度参数法和稀溶液粘度法研究SF/PAN共混体系的相容性,发现其为部分相容体系,并用共混膜表面形态观察法及红外光谱法验证得到同样结论。
(3)采用沉没相转化法制备了SF/PAN共混膜。研究发现,随着SF含量的增加、铸膜液以及凝固浴温度的升高,膜结构趋于疏松,水通量呈增大而牛血清蛋白截留率呈减小的趋势;随着聚合物浓度的增加,膜变得致密,孔隙率降低,水通量减小且牛血清蛋白截留率增大;共混膜经乙醇处理后,由于丝素发生溶胀导致膜孔减少,使得膜水通量减小,牛血清蛋白截留率增大。同时,丝素有效地改善了PAN膜的亲水性,PAN膜的水接触角为82°,而SF/PAN共混膜的水接触角降至66°。
此外,在SF/PAN共混平板膜的基础上,制备了SF/PAN共混中空纤维膜。通过FESEM观察发现,共混中空纤维膜内外表面均有裂缝状孔,SF的加入限制了PAN指状孔的形成,断面结构较为致密。