pvc共混超滤膜研究进展

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1、青岛农业大学本科生课程论文论文题目PVC超滤膜制备的研究进展学生专业班级环境工程200701学生姓名（学号）吴云剑（20071559）指导教师郑庆柱完成时间2010年10月12日2010年10月12日PVC超滤膜制备的研究进展环境工程专业吴云剑指导老师郑庆柱摘要本文主要总结了国内以PVC为材料制备超滤膜，以及PVC与其他材料共混制备超滤膜的研究成果。高以垣等人研制了截留相对分子量界限为67000（牛血清蛋白），透水速度为40-50mL/（cm2·h）（0.3MPa)的聚氯乙烯(PVC)增强型平板超滤膜，并讨论了不同溶剂、不同添加剂以及溶解温

2、度对成膜的影响。华南理工大学研究制备了空隙率达90%以上，纯水通量达400L/(m2·h)的高通量聚氯乙烯中空纤维超滤膜。综合不同聚合物材料的性能，可以制备性能更加优异的超滤膜，例如PVC/PES共混制备超滤，结合两种材料的优缺点可以制备出兼具强度和韧性的共混小孔超滤膜。聚合物共混多为部分相容体系，为得到性能优异的超滤膜，需寻求最佳的混合比例。关键词聚氯乙烯超滤膜制备共混引言超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，平均孔径在3-100nm之间。超滤技术是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术。其截留机理主要是筛分作用，但有时膜孔径既比

3、溶剂分子大，又比溶质分子大，故膜表面的化学特性（膜的静电作用）也起着截留作用。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及低分子量溶质通过，从而达到溶液的净化、分离、与浓缩的目的。超滤膜性能的优劣，主要取决于膜材料和成膜的工艺条件，其中，膜材料是决定膜性能的主要参数。醋酸纤维素、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯和聚亚酰胺是常用的膜材料。在商品化的超滤膜中，从膜的物化稳定性来看，以聚偏氟乙烯、聚砜为优，但其原料价格偏高，制膜条件要求严格。因此，原料价格低廉的超滤膜，在商品竞争上就具有重要意义。在

4、已有的高分子材料中，聚氯乙烯(PVC)是一种价格低、来源广、性能好的膜材料，具有优良的耐酸碱性。将聚氯乙烯均聚物溶解在适当溶剂中所制得的涂层,能经受酸、碱、盐水、油类、醋类、食品、腐蚀性气体和大气的老化[1]。卫生级PVC工业产品的发展，大大扩展了PVC的应用领域。目前，原料的价格仅为聚砜的1/5左右，已经广泛应用于微滤膜[2]、超滤膜的制备。近年来，随着膜技术应用领域的日益扩大，对膜材料的性能也不断提出新的要求。因此，开发性能优良的超滤膜材料就非常有意义。选用适当的聚合物共混体系，制备兼有两种聚合物特性的共混膜，是一种扩大膜材料的有效方法

5、。如PVC/PS共混超滤膜制备、PVC/PVDF共混超滤膜制备、PVC/PU共混超滤膜制备等。超滤膜制备方法有很多，如相转化法、聚电解质络合法、复合法等，工业化超滤膜多采用浸没凝胶相转化法制备。笔者对以PVC为材料利用凝胶相转化法制备超滤膜的研究现状做了几点总结，希望对大家有所裨益。正文1以聚氯乙烯为材料制备超滤膜的研究进展高以垣等[1]，研制了截留相对分子量界限为67000（牛血清蛋白）透水速度为40-50mL/（cm2·h）（0.3MPa)的聚氯乙烯(PVC)增强型平板超滤膜。讨论了制膜液结构，成膜工艺等对膜性能的影响，测试了膜的物化性

6、能及膜的形态结构，并制备了干化的PVC超滤膜。同时，用PVC超滤膜制作了卷式超滤组件，产水量可达800L/h(0.1MPa)。制膜液的结构主要取决于制膜液的组成与温度。稳定的制膜液结构是提高膜性能重现性的重要保证，制膜液结构的重要参数是粘度。PVC的含量以及所选制膜液的溶剂对制膜液粘度都有明显影响。通过实验得知随PVC含量增加，粘度上升。文章还比较了DMF、NMP、DMAC三种溶剂对铸膜液粘度的影响，并得出粘度依次减小的结论。综合上述讨论，要获得稳定的制膜液结构选择DMAC和NMP溶剂为宜。但仅仅从溶剂选择仍是不足的，对不同溶剂尚需控制不同

7、的PVC浓度，对DMF溶剂必须控制PVC浓度<11%。对DMAC溶剂，需控制PVC含量<19%。否则极易在室温条件下形成制膜液冻胶。铸膜液的溶解温度对其粘度影响显著。温度增加，膜的通量和截留率都增加，在40℃-80℃范围内，随着溶解温度的增加，粘度逐渐减小。当制膜液溶解温度在PVC玻璃化转变温度附近时(80-90℃)能获得比其他温度下更佳更稳定的膜性能。用PVC和溶剂混合的双组分制膜液制备的超滤膜。膜性能与溶剂种类有关。以DMF、DMAC和NMP为溶剂时，随着溶剂沸点增加膜孔隙率略有增加，透水速度加大，截留率以NMP效果最好。但是，用双组分

8、制膜液要获得高的截留率较为困难，因而较适宜用作微孔滤膜的制备。通过投加添加剂的方式可以大大改善膜的性能，文章试验了11种醇、8种酯不同相对分子量的2种水溶性聚合物，以及醚,酞胺类