聚砜类膜材料的改性共18页文档
聚砜膜的表面疏水改性
聚砜膜的表面疏水改性魏新浩;杨座国【摘要】以过硫酸钾(K2S2O8)为氧化剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)为偶联剂、氨基硅油乳液(ASOE)为接枝改性液,对聚砜(PSF)膜进行疏水改性研究.考察了KH550溶液的质量分数、处理温度、处理时间和ASOE的接枝时间、接枝温度对膜疏水性的影响.采用全反射-傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)对接枝前后的膜进行表征,采用扫描电子显微镜(SEM)观察改性前后膜的表面形貌变化.结果表明,疏水性基团被接枝到PSF膜表面,改性后PSF膜的水接触角从87°提高到116°,疏水性得到提高.【期刊名称】《功能高分子学报》【年(卷),期】2015(028)004【总页数】6页(P417-422)【关键词】聚砜;疏水改性;KH550;氨基硅油乳液【作者】魏新浩;杨座国【作者单位】华东理工大学化工学院,上海200237;华东理工大学化工学院,上海200237【正文语种】中文【中图分类】O631聚砜（PSF）是一种疏水性材料，有着良好的渗透性、耐温性、耐溶剂性、高孔隙率以及较高的硬度和刚性，在超滤、微滤和反渗透中有着广泛的应用［1-2］。
但PSF膜疏水性较差，限制了其在膜蒸馏（MD）过程中的应用，因此，对PSF膜的表面进行疏水改性研究有着重要意义。
近年来，Qtaishat［3-4］和Daniel［5-6］等将已氟化的表面改性大分子（nSMM）与PSF膜共混，对PSF膜进行疏水改性。
沈永波等［7］利用原子自由基聚合（ATRP）法处理PSF膜，并采用涂覆法对处理后的膜进行疏水改性。
但共混和涂覆改性过程易将PSF膜孔堵住，降低孔隙率［8-9］。
此外，Tian［10］等还利用CF4等离子体对PSF膜进行疏水改性。
然而，CF4等离子体改性对于设备的要求比较高，能量消耗比较大［11-12］。
相较而言，接枝法改性反应条件温和，易于操作。
硅烷偶联剂作为一类表面处理剂，也可用于接枝改性中［13-14］。
聚醚砜超滤膜改性方法
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。
·在去离子水中超声波清洗，每隔15min换一次去离子水，洗三次。
改性设备？？
9
主要内容
1. 引言 2. PES超滤膜改性方法现状 3. 改性PES超滤膜制备设想
9
3. 改性PES超滤膜制备设想 ——A.铸膜液中光降解-自由基结合
聚合物降解过程是聚合过程的逆过程。以聚丙烯
酰胺（PAM）为例，光催化 PAM 降解发生的主要反应
是 PAM 断链，变成更小的 PAM 分子，继而使小分子
PAM 氧化变成单体和丙烯酸，最后光降解生成无机物
。
PES 和 PAM 都具有紫外光活性，是否可以利用
降解产生自由基，达到对PES改性的目的？
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3. 改性PES超滤膜制备设想 ——A.铸膜液中光降解-自由基结合
如何对反应进 行控制？？
·间歇光照还 是连续光照
常用的是磺化法，磺化剂采用浓硫酸、发烟硫酸 、氯磺酸等。
改性条件苛刻
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2.2 PES超滤膜表面改性 ——A.表面物理吸附
含有两种以上极性官能团的化合物，在溶液与膜 表面接触的界面上的选择性定向吸附。
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2.2 PES超滤膜表面改性 ——B.表面化学改性
用表面的缩
聚反应或再氧化
还原引发剂的作
用下，在PES膜表
料本身损伤较小。
辐照接枝改性
利用高能射线的作用在膜表面的PES分子链上形成自由基活 性中心，然后在活性中心上引入功能性基团侧链，其优点在于：
改性聚砜
【改性聚砜(PS)中空膜】改性聚砜中空膜是老一代聚砜膜材料经过我公司改良的新型膜分离材料，通量、强度、抗污染能力等性能比老一代聚砜膜材料大大增强（几乎是原来的一倍）。
由于改性聚砜的截留分子量（3千、5千、6千、1万、2万、3万等）较广，特别适用于浓缩分离物料行业。
【主要膜性能参数】★ 膜外径：400μm★ 膜壁厚：20μm★ 截留分子量：3千、5千、6千、1万、2万、3万等★ 水通量：80~100L/h/m2(0.15Mpa,25℃)★ 使用PH值范围：1-14 【PP(Ｘ50/80改性PP)中空纤维膜】聚丙烯中空纤维膜是国际上新一代膜分离材料，具有强度高、耐强酸强碱、耐细菌腐蚀、耐温性能好、表面非极性、抗污染能力强、微孔均匀、单位表面积通量大等优点。
【主要膜性能参数】★ 膜外径：420~480μm★ 膜壁厚：40~50μm★ 微孔孔径：0.1~0.2μm★ 透气率：>8.0×10-2（cm3/cm2 ·S· cmHg）★ 孔隙率：40~50%★ 水通量：100~120L/h/m2(0.15Mpa,25℃)★ 使用PH值范围：1-14聚醚砜膜(PES) 系列折叠滤芯性能特点:◎膜堆由进口PES滤膜及进口导流层组成，具有优良的耐热性和耐化学性。
A型的外壳、中心杆及端盖均为进口聚丙烯材质；B型为端头耐高温型，一般用于温度较高的场合；C型为中心杆内衬不锈钢，可应用于耐高温的场所。
◎亲水性滤膜，孔径分布均匀,孔隙率高；◎高流率和微粒截留率；◎洁净环境生产；◎产品出厂之前经过100%完整性测试；◎滤芯符合FDA生物安全标准；。
改性聚砜
【改性聚砜(PS)中空膜】改性聚砜中空膜是老一代聚砜膜材料经过我公司改良的新型膜分离材料，通量、强度、抗污染能力等性能比老一代聚砜膜材料大大增强（几乎是原来的一倍）。
由于改性聚砜的截留分子量（3千、5千、6千、1万、2万、3万等）较广，特别适用于浓缩分离物料行业。
【主要膜性能参数】★ 膜外径：400μm★ 膜壁厚：20μm★ 截留分子量：3千、5千、6千、1万、2万、3万等★ 水通量：80~100L/h/m2(0.15Mpa,25℃)★ 使用PH值范围：1-14 【PP(Ｘ50/80改性PP)中空纤维膜】聚丙烯中空纤维膜是国际上新一代膜分离材料，具有强度高、耐强酸强碱、耐细菌腐蚀、耐温性能好、表面非极性、抗污染能力强、微孔均匀、单位表面积通量大等优点。
【主要膜性能参数】★ 膜外径：420~480μm★ 膜壁厚：40~50μm★ 微孔孔径：0.1~0.2μm★ 透气率：>8.0×10-2（cm3/cm2 ·S· cmHg）★ 孔隙率：40~50%★ 水通量：100~120L/h/m2(0.15Mpa,25℃)★ 使用PH值范围：1-14聚醚砜膜(PES) 系列折叠滤芯性能特点:◎膜堆由进口PES滤膜及进口导流层组成，具有优良的耐热性和耐化学性。
A型的外壳、中心杆及端盖均为进口聚丙烯材质；B型为端头耐高温型，一般用于温度较高的场合；C型为中心杆内衬不锈钢，可应用于耐高温的场所。
◎亲水性滤膜，孔径分布均匀,孔隙率高；◎高流率和微粒截留率；◎洁净环境生产；◎产品出厂之前经过100%完整性测试；◎滤芯符合FDA生物安全标准；◎具有良好的耐高温和耐酸碱性能；◎每支滤芯经完整性测试并经纯水冲洗；技术参数聚砜超滤膜组件技术说明1. PS聚砜膜技术数据(热原型超滤膜、生物型超滤膜)膜材料：PS(聚砜膜) 外形：中空纤维内径尺寸：250um-300um 外径尺寸：400um-450um 适应温度： 4℃-45℃PH：2-13切割分子量：6K/10K/20K/40K/50KD 工作压力：<0.25Mpa产水浊度 <0.1NTU 污染指数SDI 产水：<1.0 (10KD) 2. PS超滤膜组件技术参数型号图示外形尺寸(mm)UF-4020(PS)-RS 标准的4040反渗透膜壳, 超滤滤芯可以更换流量>400L/h （10KD）测试温度25℃, 选用膜为PS的10KD超滤膜组件, 工作压力为0.15Mpa4. 分离原理超滤技术是通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离。
聚醚砜醋酸纤维素共混膜的结构和性能改性研究
聚醚砜/醋酸纤维素共混膜的结构和性能改性研究膜分离过程的分离效率高、运行成本低,已广泛用于水处理行业。
近年来,膜材料是膜分离过程的研究热点。
聚醚砜(PES)是一种聚砜类聚合物,作为最常用的相转化法制膜原料之一,因其良好的耐热性、耐化学性、机械性能、水解稳定性及生物相容性等优点,在膜分离材料的开发与应用领域引起了人们的关注。
然而,聚醚砜膜存在亲水性能差,抗污染性能差等缺点,降低了膜的寿命,限制了膜在水处理等领域的应用。
醋酸纤维素具有优异的亲水性能,且价格低廉易得。
本文采用添加共混的方式,制备聚醚砜/醋酸纤维素共混膜,可将两者的优点相结合,从而制备出性能优良、价格低廉的膜分离材料。
主要研究内容及结论如下:为提高PES膜的抗污染性和亲水性,以不同酯化度的醋酸纤维素(CA、CDA、CTA)为聚合物添加剂,PES为基膜材料,采用浸没沉淀相转化法制备一系列不对称结构的共混平板膜,采用SEM观察膜的微观形貌、ATR-FTIR对膜的基团进行表征,分析成膜过程中醋酸纤维素的质量分数和酯化度对膜的力学性能、孔径、孔隙率、水接触角、纯水通量、BSA截留率、抗污染性的影响。
结果表明,添加醋酸纤维素后,三种共混平板膜的拉伸强度、亲水性、纯水通量,抗污染性均比原膜提高,但断裂伸长率有所下降。
CDA的质量分数为2.8%时,共混平板膜的综合性能最好,此时膜的平均孔径为0.2517μm,最大孔径为0.2815μm,水接触角为68.06°,BSA截留率为85.44%,通量恢复率为60%,纯水通量为99.83L/(m~2·h),比纯PES原膜提高了5倍。
与原膜相比,合理控制添加醋酸纤维素的质量分数和酯化度可以制备具有同时增强亲水性、分离性能和抗污染性的共混平板膜。
在第二章的实验结论基础上,以PES和CDA为聚合物原料,DMAc为溶剂,去离子水为凝固浴,制备出PES/CDA共混平板膜。
研究铸膜液中添加的丙三醇质量分数和醇的种类对PES/CDA共混平板膜结构和性能的影响,表征了膜的微观形貌,测试了膜的力学性能、孔径、水接触角、纯水通量等性能。
聚砜类膜材料的改性
光引发接枝改性
光引发接枝聚合是利用紫外光照射材料表 面产生自由基，从而引发单体在表面接枝 聚合。紫外光接枝聚合有很多优点，聚合 反应条件温和，而且长波紫外光( 300 ～ 400 nm) 能量低，在能够被光引发剂吸收而 引发反应的条件下却又不会被高分子材料 所吸收，在不影响材料本体的前提下，达 到表面改性的目的，是一种理想的聚合物 改性和功能化技术。
聚砜类膜材料的表面自由能较低，水接触角很大， 使其体现为较强的疏水性，从而导致严重的膜污 染问题。 主要有以下几种方法来实现这一目标。 物理改性 共聚改性 磺化 膜材料本体的改性 氨基化
金属锂化
光引发接枝改性
表面接枝
等离子体处理
物理改性
Xavier 等早在1977 年就提出将PSF 与磺化聚砜 ( SPSF) 进行共混，制备合金膜。随后，吴开 芳、罗川南等对聚砜类材料与其磺化物共混制 备分离膜也进行了深入的研究。结果表明，共 混后分离膜孔径分布均匀且孔径较小，亲水性 较强，膜的截留率也有所提高。同时还发现分 离膜的截留和通量与共混体系中聚合物的相容 性以及其比例有关。 通过共混制备的合金膜的各项性能随着共混体 系的变化而变化。但是，通过实验研究，对各 个参数进行优化，确定其最佳组合，可以制得 性能更优，甚至具有某些新性能的分离膜。
聚砜类分离膜材料及其改性研 究进展
摘要
讨论了一些常用的聚砜类分离膜材料的结 构与性能，从共混、共聚和表面接枝改性 等方面对聚砜类膜材料的改性进行了详细 的阐述，对聚砜类膜材料的研究与应用前 景进行了展望。
聚砜类膜材料简介
聚砜类膜材料是近年来开发出的一类膜材料， 优点是刚性强、耐化学腐蚀和耐高温，弥补了 传统有机膜大多不耐高温、酸碱的缺点。因此， 聚砜类膜材料的发展非常迅速，现已成为了现 代工业中应用最广泛的高分子膜材料。 聚砜在现在的分离膜材料占有着主导地位，由 于该分子主链上含有砜基，导致这类聚合物具 有良好的热稳定性、化学稳定性、耐酸碱腐蚀 性能、优异的机械性能以及突出的抗蠕变性能。 但耐候性和耐紫外线稍差，属于疏水性膜材料， 在其结构性能方面也还需要改善。
聚砜类膜材料的改性PPT共20页
谢谢！
聚砜类膜材料的改性
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露
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无
游
氛
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天
高风景ຫໍສະໝຸດ 澈。7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
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我
若
浮
烟
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9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
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倚
南
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以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
改性聚砜
【改性聚砜(PS)中空膜】改性聚砜中空膜是老一代聚砜膜材料经过我公司改良的新型膜分离材料，通量、强度、抗污染能力等性能比老一代聚砜膜材料大大增强（几乎是原来的一倍）。
由于改性聚砜的截留分子量（3千、5千、6千、1万、2万、3万等）较广，特别适用于浓缩分离物料行业。
【主要膜性能参数】★ 膜外径：400μm★ 膜壁厚：20μm★ 截留分子量：3千、5千、6千、1万、2万、3万等★ 水通量：80~100L/h/m2(0.15Mpa,25℃)★ 使用PH值范围：1-14 【PP(Ｘ50/80改性PP)中空纤维膜】聚丙烯中空纤维膜是国际上新一代膜分离材料，具有强度高、耐强酸强碱、耐细菌腐蚀、耐温性能好、表面非极性、抗污染能力强、微孔均匀、单位表面积通量大等优点。
【主要膜性能参数】★ 膜外径：420~480μm★ 膜壁厚：40~50μm★ 微孔孔径：0.1~0.2μm★ 透气率：>8.0×10-2（cm3/cm2 ·S· cmHg）★ 孔隙率：40~50%★ 水通量：100~120L/h/m2(0.15Mpa,25℃)★ 使用PH值范围：1-14聚醚砜膜(PES) 系列折叠滤芯性能特点:◎膜堆由进口PES滤膜及进口导流层组成，具有优良的耐热性和耐化学性。
A型的外壳、中心杆及端盖均为进口聚丙烯材质；B型为端头耐高温型，一般用于温度较高的场合；C型为中心杆内衬不锈钢，可应用于耐高温的场所。
◎亲水性滤膜，孔径分布均匀,孔隙率高；◎高流率和微粒截留率；◎洁净环境生产；◎产品出厂之前经过100%完整性测试；◎滤芯符合FDA生物安全标准；◎具有良好的耐高温和耐酸碱性能；◎每支滤芯经完整性测试并经纯水冲洗；技术参数聚砜超滤膜组件技术说明1. PS聚砜膜技术数据(热原型超滤膜、生物型超滤膜)膜材料：PS(聚砜膜) 外形：中空纤维内径尺寸：250um-300um 外径尺寸：400um-450um 适应温度： 4℃-45℃PH：2-13切割分子量：6K/10K/20K/40K/50KD 工作压力：<0.25Mpa产水浊度 <0.1NTU 污染指数SDI 产水：<1.0 (10KD) 2. PS超滤膜组件技术参数型号图示外形尺寸(mm)UF-4020(PS)-RS 标准的4040反渗透膜壳, 超滤滤芯可以更换流量>400L/h （10KD）测试温度25℃, 选用膜为PS的10KD超滤膜组件, 工作压力为0.15Mpa4. 分离原理超滤技术是通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离。