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针对聚醚砜(PES)、聚醚砜酮(PPESK)相转化膜的制备过程中膜结构难以控制,重复性差的问题,本文从研究体系热力学和成膜动力学的协同效应出发,在理论上解释了主要成膜参数对膜结构与性能的影响,为选择适宜的制膜条件,制备具有预期结构与性能的膜提供理论指导。此外,为提高PES成品膜的亲水性,增强其抗污染性能,采用电晕诱导接枝聚合方法对PES微孔膜进行改性,研究了聚丙烯酸(PAAc)的接枝对膜结构与性能的影响。在此基础上,为简化PES、PPESK膜的改性步骤,合成了微观两亲性或两亲性的超高分子量SMA交替共聚物和PPESK-g-PEG接枝共聚物,将其分别用作PES和PPESK相转化膜的共混改性添加剂,研究了添加剂的表面富集对膜亲水性和抗污染性能的影响。通过浊点测定(采用光散射浊度仪测定浊度)和光透射动力学实验研究了PES成膜体系的热力学性质和成膜动力学过程,并考察了主要成膜参数(包括:溶剂/非溶剂体系的选择、聚合物溶液浓度、添加剂的使用和凝固浴组成)对PES相转化膜的结构与性能的影响。研究结果表明:不同溶剂对PES溶解能力的顺序为DMSO<DMF<DMAc<NMP,不同溶剂与H2O的亲和性顺序为DMAc<NMP<DMF<DMSO;所考察的四种溶剂的PES铸膜液在纯H2O作凝固浴时均发生瞬时分相,不同体系分相速率顺序为NMP<DMAc<DMF<DMSO;不同溶剂体系成膜体系所得膜皮层孔径很小,指状亚层发展程度的顺序为DMSO<DMF<DMAc<NMP,膜的水通量大小顺序为DMF<DMAc<NMP<DMSO;随着铸膜液中PES浓度的升高,膜孔的贯通性降低,膜的纯水通量下降,而BSA截留率上升;亲水性大分子添加剂PVP使铸膜液变得热力学更不稳定,粘度显著上升,体系趋向于发生延迟分相。随着PVP用量的增加,指状孔发展受到抑制,皮层的厚度增加,膜的水通量先升高后下降,而BSA截留率呈现先下降后上升的趋势;随着凝固浴中溶剂含量的增加,体系趋向于发生延迟分相,膜表面孔径先减小后增大,膜亚层逐渐从指状结构过渡到海绵状结构,膜的水通量先下降,后上升。通过选择适宜的制膜条件,控制PES体系的成膜过程,可制备具有海绵状对称结构的微滤膜、表面孔径较小的非对称超滤膜,甚至纳滤膜。研究了一种常温常压操作、设备和操作费用低、工业上易实现连续化生产的电晕诱导接枝聚合进行膜改性的技术。在常温常压空气氛围中,采用电晕放电对PES膜进行处理,在膜表面产生过氧基团,分解产生的活性自由基引发AAc在膜表面和膜孔内壁接枝聚合。FT-IR/ATR和XPS测试证实了PAAc在PES膜表面的接枝。拉伸机械性能测试表明低功率电晕处理对膜的拉伸强度影响很小,而高功率电晕使膜机械强度急剧下降,为避免过度损坏膜的本体结构,电晕功率应控制在150 W以下。电晕处理参数和接枝聚合条件对PAAc的接枝量(GY)有显著的影响:电晕功率越高、处理时间越长,GY也就越大;GY随着AAc溶液浓度、反应温度和反应时间的上升而增大,GY在30.1~619.0μg/cm2的范围内变化。膜的表面和断面形貌以及接触角测量的研究结果表明电晕处理能穿透整个PES膜,引发单体在膜孔内壁甚至膜下表面接枝聚合。接枝亲水性的PAAc链后,改性的PES膜对水的透过阻力下降,膜的通量上升,但过量的PAAc接枝将造成膜孔被覆盖和阻塞,通量不升反将。PAAc接枝链的亲水性和荷电性削弱了PES膜与蛋白质分子之间的相互作用,显著提高了膜的抗污染性能。将超高分子量苯乙烯—马来酸酐交替共聚物(SMA)作为PES相转化膜的共混添加剂,研究了SMA的含量对膜结构与性能的影响。PES/SMA共混体的DSC图谱中出现两个玻璃化转变温度(Tg),较纯PES组分和纯SMA组分的Tg均有一定量的偏移,彼此靠得更近,表明PES/SMA属于部分相容体系。在PES/SMA共混膜表面存在大量羧基,但未检测到酸酐基团的存在,表明膜表面的酸酐基团在成膜过程中已水解成羧基。XPS分析结果表明SMA分子链在膜表面富集,10 wt.%的SMA添加量在膜表面产生39.1 wt.%的SMA覆盖率,表明亲水性SMA分子链在成膜过程中向膜—凝固浴界面迁移。SMA的添加和表面富集显著提高了PES膜的亲水性、透过性和抗污染性能,而膜的机械性能得到较好的维持。在相同的铸膜液组成和成膜条件下,SMA-g-PEG接枝共聚物比SMA对PES膜具有更好的改性效果。通过浊点测定和光透射动力学实验研究了PPESK成膜体系的热力学性质和成膜动力学过程,并考察了主要成膜参数(包括:成膜温度、聚合物溶液浓度、添加剂的使用和凝固浴组成)对膜结构与性能的影响。研究结果表明:温度的升高使PPESK成膜体系变得热力学更加稳定,但成膜体系的相分离速率对温度并不敏感,不同温度下膜的结构无明显变化;随着铸膜液中聚合物含量的提高,体系趋向于发生延迟分相,形成具有致密皮层和海绵状亚层的无孔膜;随着铸膜液中PVP添加量的增加,体系变得热力学更不稳定,粘度显著上升,热力学促进和动力学阻碍的共同影响使PPESK膜的通量出现先增大,后下降的变化趋势;当凝固浴中加入较低含量的溶剂时,体系趋向于发生延迟相分离,得到具有小孔径皮层的非对称膜,而当凝固浴中溶剂含量继续增大时,膜形成多孔表层,压制了亚层大孔的形成,因而得到对称海绵状结构的微滤膜。为了制备一种具有良好亲水性,同时与PPESK良好相容的膜改性添加剂,通过氯甲基聚醚砜酮(CMPPESK)与PEG醇盐之间的Williamson醚化反应合成了两亲性PPESK-g-PEG接枝共聚物,接枝共聚物中PEG含量最高达到37.2wt.%,在水中溶胀,但不溶于水。PPESK-g-PEG被用作PPESK膜的添加剂,通过浸没沉淀相转化法制备了非对称超滤膜。XPS分析表明:PPESK-g-PEG在膜表面富集,成膜温度的升高有利于PPESK-g-PEG的表面迁移,且对膜结构无明显影响;而凝固浴中适量溶剂的添加也有利于PPESK-g-PEG的表面迁移,但过量溶剂反而降低其迁移率,且对膜的非对称结构产生影响。PPESK-g-PEG的添加和表面富集显著提高了PPESK膜的亲水性和抗污染性能。