新型共聚砜超滤膜及季铵化聚醚砜酮纳滤膜

《新型共聚砜超滤膜及季铵化聚醚砜酮纳滤膜》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、新型共聚砜超毖膜及季铵化聚醚砜酮纳滤膜摘要含二氮杂萘酮结构的系列共聚砜(PPES—B)是本研究组开发的新材料。它是由本组自制的二氮杂萘酮联苯酚(DHPZ)、商用双酚A(BPA)和4,4一二氯二苯砜(DCS)共聚得到。它具有良好的耐热性、耐酸碱性、耐氧化性、耐氯性和机械性能。为了将其制备成非对称超滤膜，本文采用溶解度参数差、聚合物一非溶剂相互作用参数x。3、特性粘度和PPES—B／溶剂月}溶剂三元相图四种方法，确定了PPES—B与七种非溶剂的相溶性顺序，初步选择了膜材料及制膜用添加剂和凝胶剂，为铸膜液配制提供了理论依据。以PPES．B(I：1)、PPES．B(1：3)为膜材料

2、(1：1，1：3指聚合物中BPA与DHPZ两种结构单元的比例)，N．甲基五一吡咯烷酮(NMP)为溶剂，分别选用丁酮(BO)、乙醚(EE)、乙二醇甲醚(EGME)、～缩二7,--醇(DEGC)和聚乙二醇400(PEG400)为添加剂，制得了一系列超滤膜。详细考察了聚合物浓度、添加剂种类和用量、凝胶浴温度以及热处理对膜性能及结构的影响。所制得的超滤膜，在0．1MPa的压力下，可截留不同分子量的PEG(PEG2000--PEGl0000)，水通量介于192～578k∥(m2·h1。将PPES—B膜用于2000mg／L硫化黑染料水溶液的截留，当操作温度由18。C升高到95。C时，膜

3、的渗透通量提高了1,4倍，对染料的截留率变化不大。以Elias方法为理论依据，PPES．B籼／非溶剂三相体系的相分离曲线为数据基础，分别计算了PPES—B(I：1)和PPES-B(1：3)的0混合溶剂(非溶齐U／NMP)的组成，结果发现此组成与PPES-B膜性能突变(或变差)时铸膜液中混合溶剂(添加剂／ⅫⅥP)的组成接近。含二氮杂萘酮结构的聚醚砜酮(PPESK)是本研究组研制开发的，目前耐热等级最高的可溶性聚芳醚树脂，它具有良好的化学稳定性、机械性能和成膜性。本文以98％浓硫酸为溶剂和催化剂，氯甲基丁醚为氯甲基化试剂，对PPESK进行氯甲基化改性，制得了氯甲基化程度为O～2

4、．1的氯甲基化聚醚砜酮(CMPPESK)(其中氯甲基化程度指高分子的每／卜重复单元中一CHaCl的个数)。并通过1H-NMR、”C—NMR对分子结构进行表征。详细考察了反应温度、时间、浓硫酸用量、氯甲基丁醚用量等因素对反应的影响，确定了不同氯甲基化程度CMPPESK的反应工艺条件。计算了不同反应温度下反应的表观速率常数以及反应的活化能。并测试了CMPPESK的溶解性和5％热失重温度(5％TG)，发现CMPPESK在NMP、DMAc、DMF等极性有机溶剂中具有良好的溶解性；随氯甲基化程度的升高，CMPPESK的5％TG下降。将CMPPESK与三甲胺反应，制得了季铵化程度为O．

5、3mmol／g～0．8mmoUg的季铵化聚醚砜酮(QAPPESK)。考察了三甲胺浓度、反应温度、时间对季铵化反应的影响。新型共聚砜超滤膜及季铵化聚醚砜酮纳滤膜QAPPESK具有良好的耐溶剂性，几乎不溶于常用的有机溶剂；同时，随季铵化程度的增加，QAPPESK的5％TG升高。以CMPPESK为膜材料，NM2为溶剂，选用适当的铸膜液配方，通过相转化法制得CMPPESK膜，再将膜进行季铵化改性，制得QAPPESK荷正电纳滤膜。考察了制膜工艺仂日热蒸发时间、凝胶浴温度)、添加剂种类、季铵化条件、热处理等对QAPPESK纳滤膜性能的影响。结果表明以乙二醇甲醚为添加剂，选用适当工艺制得

6、的QAPPESK膜在0,2MPa的压力下，水通量可达100kg／(m2．h)，对500mg／L的MgCl2水溶液的截留率为78％。以PEG400为添加剂，选用适当工艺制得的QAPPESK膜适于不同种类染料(分子量为300～700Da)的截留以及染料与NaCI的分离。在染料截留实验中，O．25MPa的压力下，膜对100mg／L的甲基橙染料水溶液的截留率为100％，渗透通量高达193kg／(m2．h)。在染料与盐的分离实验中，QAPPESK膜对达旦黄(或甲基橙)染料的截留率近乎100％，而NaCl几乎全部透过膜，从而有效实现了染料与盐的分离。进一步考察了QAPPESK纳滤膜的耐

7、热性。当以MgCl2水溶液为研究对象，在O．2MPa下，将操作温度由18℃提高到70。C，再保持70℃进一步将操作压力由0．2MPa提高到0．8MPa，QAPPESK膜的渗透通量由最初的7．6kg／(m2．h)提高到115kg／(m2．11)，截留率仅下降2％；当以达旦黄染料为研究对象，在O．2MPa下，将操作温度由18。C提高到115"C，QAPPESK膜对染料的截留率保持99．8％以上，渗透通量提高近三倍。此外，QAPPESK纳滤膜具有良好的耐酸、耐氧化和抗微生物污染性，容易清洗，用5wt．％～10wt．％HC