聚砜膜的制备及其性能
浙江大学硕士学位论文聚砜膜的制备及其性能研究姓名：王建琴申请学位级别：硕士专业：高分子化学与物理指导教师：徐志康20060212浙江人学硕上学位论文Ｆｉｇ．１－２Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｐｈａｓｅｄｉａｇｒａｍｆｏｒｔｅｒｎａｒｙ（ａ）ａｎｄｑｕａｔｅｍａｒｙ（ｂ）ｓｙｓｔｅｍｓ双节线分相和旋节线分相过程将得到不同的分离膜结构。
对于双节线分相过程，体系从临界点上方和下方进入亚稳互溶分相区时，会分别发生贫聚合物相成核和富聚合物相成核的液一液分相（如图１．２中Ａ和Ｃ）。
对于旋节线分相过程，体系的组成丁Ｆ好从临界点进入不稳分相区，体系将迅速形成由贫聚合物相微区和富聚合物相微区相互交错而成的液一液分相，即双连续结构。
而分离膜则最终由聚合物富相经过液一液分相后经过相转变固化形成。
膜的具体结构形态由制膜过程的动力学因素所决定。
当制膜液浸入凝固浴之后，膜内的溶剂和凝同浴的非溶剂相互扩散。
随着双扩散的进行，体系将发生热力学液～液分相。
根据分相的快慢，存在两种不同形式的分相行为，即瞬时液一液分相和延迟液一液分相。
上述两种不同的分相行为原则上将形成两种不同的膜形态。
就膜底层来说，前者将形成相对疏松的底层（大孔或指状孔）而后者会形成相对致密的底层结构（海绵状４Ｌ）。
膜的表层结构和底层结构共同决定了膜的渗透性能，分离性能和机械性能等；反过来膜的结构又取决于制膜过程的外部和内部条件，如制膜液浓度、组成，制膜液的温度，凝固浴的组成，凝固浴的温度，空气间隙（中空纤维），空气的温度，湿度和流速等。
下面我们将具体介绍聚合物浓度、温度，添加剂，凝固浴组成对聚砜膜结构的影响。
１．２．３．１聚砜浓度对膜的结构调控通常情况下，低聚合物浓度下制得的膜，厚度相列较小，表面皮层较疏松；高聚合物浓度下制得的膜，厚度较大，表层及内部较致密。
也就是随着聚合物浓浙江大学硕士学位论文度的增加，膜结构从疏松向致密转变。
Ｉｓｍａｉｌ等‘６１研究了聚砜的浓度对膜结构的影响，结果如图ｌ一３所示。
从图上可以看出聚合物浓度增加，膜结构稍有变化，但变化不大。
Ｐｅｓｅｋ［７］和Ｗａｎｇ‘８垮也研究了聚砜浓度对膜结构的影响，得到类似的结果。
ｏｆｍｅｍｂｒａｎｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＦｉｇ．１－３Ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓｏｆｃｒｏｓｓ—ｓｅｃｔｉｏｎｐｏｌｙｍｅｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ：（ａ）１５．２ｗｔ．％；（ｂ）２２．０ｗｔ．％；（ｃ）２９．７ｗｔ．％．１．２．３．２制膜液温度对膜的结构调控Ｆｉｇｌ－４ＥｆｆｅｃｔｏｆｃａｓｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＯｉｌｍｅｍｂｒａｎｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ．Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：（Ａ）３０”ｃ；（Ｂ）５００Ｃ；（Ｃ）７０。
Ｃ．一般来说，制膜液温度高时，溶剂与非溶剂的交换速率也较快，易瞬时分相而形成大孔结构，但是，在高的温度下，聚合物链的活动能力相对较强，在交换过程中可以形成更紧密的排列，使孔隙率降低。
冈此，在高温下制得的膜结构是大孔结构还是海绵状孔结构取决于哪方面起主要作用。
Ｔｓａｉ等【９Ｊ研究了制膜液温度变化对聚砜膜结构的影响，结果如图１．４、图１—５所示。
ｓｋｉｎｒｅｇｉｏｎｓｏｆｔｈｅｍｅｍｂｒａｎｅｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｉｍｍｅｒｓｉｏｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎＦｉｇ．１－６Ｃｒｏｓｓ·ｓｅｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｗｉｔｈ：（ａ）Ｏｗｔ．％；（ｂ）５ｗｔ．％；（ｃ）ｌＯｗｔ．％；ａｎｄ（ｄ）２０ｗｔ．％．Ｆｉｇ．１—７Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ：（ａ）ＰＳＦａｌｏｎｅ（２５％）；（ｂ）ＰｖＰＭｗ３１００００（ｃ）ＰＶＰＭ。
＝５５０００；（ｄ）ＰＶＰＭ。
＝１３０００００．ＰＳＦ２１５％，ＰＶＰ２１０％．３Ｍａｔｓｕｙａｍａ等【１１】研究了ＰＶＰ分子量对聚砜膜结构的影响。
如图１—７所示，加入低分子量的ＰＶＰ与不加ＰＶＰ的膜结构相似，都存在指状大孔；加入高分子量的ＰＶＰ，膜中指状大孑Ｌ消失，膜结构为海绵状。
这个结果与Ｋａｎｇ和Ｌｅｅ将ＰＶＰ加到聚丙烯腈中制膜口６１所得结果一致。
从上面几个研究结果可以看出，低分子量的ＰＶＰ只有在含量比较大时，才可以抑制大孔，形成海绵状孔，而高分子量的ＰＶＰ在比较少量时就可以抑制大孔，可以推断增加ＰＶＰ的含量和增加分子量对于抑制大孔具有相似的效果。
Ｋｉｍ等‘１４１将ＰＥＧ作为添加剂加入ＰＳＦ溶液来调节ＰＳＦ膜的结构。
他们分别比较了ＰＥＧ含量和ＰＥＧ分子量对膜结构的影响，得到如下结果：当ＰＳＦ含量为１５％，ＰＥＧ／ＮＭＰ的比例从０／８５增加到５０／３５（ｗ／ｗ）时，膜上表面的孔尺寸变大；近．Ｅ表面处变得更疏松；指状大孔开始形成处与上表面的距离增大；横截面孔变小（从指状大孔变成海绵状孔）。
当固定ＰＳＦ和ＰＥＧ含量，只改变ＰＥＧ分子量时，增大ＰＥＧ分子量产生的效果与分子量不变，增加ＰＥＧ含量的效果相当。
这一点和以ＰＶＰ作为添加剂时的结果…‘致。
Ｆｉｇ１－８ＥｆｆｅｃｔｏｆｓｕｒｆａｃｔａｎｔｃｏｎｔｅｎｔｉｎＰＳＦｓｏｌｕｔｉｏｎｏｎｔｈｅｍｅｍｂｒａｎｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ．ＳｕｒｆａｃｔａｎｔＳｐａｎ＿８０（Ａ）０ｗｔ％；（Ｂ）５ｗｔ．％；（Ｃ）１０ｗｔ．％；（Ｄ）１５ｗｔ．％；（Ｅ）１７５ｗｔ．％ｉｎＮＭＰ＋Ｓｐａｎ－８０．－１小分子添加剂Ｌａｉ等№１７］研究了疏水表面活性剂（Ｓｐａｌｌ＿８０，ＨＬＢ＝４‘３）对ＰＳＦ膜结构的影响。
Ｓｐａｎ一８０的加入，可以有效抑制ＰＳＦ膜截面的指状大孔，当加入的量到达一定程度时，截面则完全成为海绵状孔，见图ｌ一８。
Ｆｉｇ．１－９ＣｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｏｆＰＳＦ（１０ｗｔ．％）／ＮＭＰ＋Ｔｗｅｅｎ一２０／ｗａｔｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｓ．Ｔｗｅｅｎ－２０：（Ａ）５％；（Ｂ）１０％；（ｃ）１５％．另一方面，他们还研究了亲水性表面活一蝴ｔＪ（Ｔｗｅｅｎ一２０，ＨＬＢ＝１６．７）对ＰＳＦ结构的影响［１８１。
并与Ｓｐａｎ．８０进行比较。
发现，Ｔｗｅｅｎ－２０的加入，并不能有效改善ＰＳＦ的膜结构和性能。
与加入Ｓｐａｎ．８０后相比，膜的杨氏模量和断裂伸长率都较低。
这是因为Ｔｗｅｅｎ．２０的加入能够诱导大孔的形成。
图１—９为加入Ｔｗｅｅｎ一２０所得膜的ＳＥＭ图。
Ｆｉｇ．１－１０ＥｆｆｅｃｔｏｆＤＧＤＥｃｏｎｔｅｎｔｏｎｔｈｅｉｎｎｅｒｅｄｇｅｌａｙｅｒｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓｏｆＰＳＦｈｏｌｌｏｗｆｉｂｒｅ．ＮＭＰ／ＤＧＤＥｒａｔｉｏ：（Ａ）１０／０；（Ｂ）８／２；（ｃ）６／４ｉｎｎｅｒｓｕｒｆａｃｅＮＭＰ／Ｈ２０：０／１０ｉｎｎｅｒｓｋｉｎｌａｙｅｒｉｎｎｅｒｓｕｒｆａｃｅＭＰ／Ｈ２０：２／８ｉｎｎｅｒｓｋｉｎｌａｙｅｒｉｎｎｅｒｓｕｒｆａｃｅＭＰ／Ｈ２０：５／５ｉｎｎｅｒｓｋ抽ｌａｙｅｒｉｎｎｅｒｓｕｒｆａｃｅＮＭＰ／Ｈ２０：６／４ｉｎｎｅｒｓｋｉｎｌａｙｅｒＦｉｇ．１－１１ＥｆｆｅｃｔｏｆｂｏｒｅｌｉｑｕｉｄｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｎｔｈｅＰＳＦｈｏｌｌｏｗｆｉｂｒｅｍｅｍｂｒａｎｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ１８￡＝］Ｏ％Ｈ，ｏ鹜黼｛％毪Ｏ——●２％Ｈ．０一蕊一ｌ，惑！ｉ目一匿ｌ豳｜｜｜｜０｜｜ｊ｜｜ｊ｜｜ｊｉｊｊｊｊｊｊｊｊ０燃髓走学鞭士学盏论文圉２＝ｔ和嘲２－２分别为加入ＰＶＰ后聚砜溶液的粘壤变化和聚砜膜裁瓣的结构变化。
粘度都在３０。
ｃ下测定，从图中可以看出，程蒸它条件不变的情况下，制貘液糕度齄藉ＰＶＰ含量的增热瑟增燃，与文献撰遵辐～皴㈣。
圈２－２是不翔ＰＶＰ含量平叛溪耱穗磷ＳＥＭ蚕，魏灏掰承，隧善ＰＶＰ害鬃渤２％缵蕊劐巷黼，大强结构逐渐藏少，海蹋状逐渐增多，这是由于ＰＶＰ的加入谴溶液牯度增煎，体系福分离速度变馒，擂状孔在一定稷魔上被抑制。
ｏｆ酶嗽ｍ铷殛挪鹳ｗｌ馥ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐ种ｃｏｎｔｅａｋｓ。
瓣２憋渤《豫硝㈣，Ｆｉｇ．２－３Ｓｕｒｆａｃｅ另井，从膜静表面结褐（圈２＋３）可戳看出，当ＰＶＰ禽爨增加刭４％时，袭丽有微孔出现，增加到６％时，微孔数量比４％１列１‘更多。
这爝由于ＰＶＰ是水洛性商分＿－ｊ二，在藕转纯澍，由于凝霹浴蹩承；ＰＶＰ骞承掘移旗，逸出膜表露黪壤戳蟊。
《＝》潮一分子鬣瓣粉謦为添麴粼瓣膜斑承通量膜承通量的太小取决于朦的厚度。
膜裁藤孔结构，膜的表面结构蒋戮素。
通常来说，膜犀腋越大，传质阻力越犬，纯戒通量越小：聪截面越疏松，水通鬣越大；骥表面孔涨率越高，皮屠越簿，承懑量越丈。
围２－４怒不同ＰＶＰ骞凝麴平浙江大学硕士学位论文ｍｅｍｂｒａｎｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒａｔｉｏｏｆＫ３０／Ｋ９０Ｆｉｇ．２－５Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎｏｆｓｈｅｅｔＫ３０／Ｋ９０：（ａ）１０／０ｉ（ｂ）６／４；（ｃ）５／５；（ｄ）４／６３２浙江大学硕七学位论文Ｃｒｏｓｓ—ｓｅｃｔｉｏｎｏｆｓｈｅｅｔｍｅｍｂｒａｎｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｓ．（ａ）０％；（ｂ）１％；（ｃ）２％．Ｆｉｇ．２－９图２－９为不同水含量所制得的平板膜的截面ＳＥＭ照片，由图上可以看出，水含量越高，膜结构越疏松，孔隙率越高，火孔不能完全抑制，说明热力学因素起主要作用。
实验显示，再增加水含量，就不能形成均一稳定的溶液，因此，必须寻求了另…种添加剂，我们选择了ＰＥＧ。
２．３．３聚乙二醇（ＰＥＧ）的种类及含量对膜结构和性能的影响ＰＥＧ也是一种高分子添加剂，ＩＵ‘以抑制膜截面的指状｝Ｌ结构。
ＰＥＧ为水溶性添加剂，在体系发生相分离时，较易从初生态膜向凝固浴（水相）扩散，使膜表面形成微孔。
ＰＥＧ的分子量比ＰＶＰ的分子量小，本体的状态为液态，相对于ＰＶＰ浙江大学硕士学位硷文而言，水溶性更好，因此，更加容易从初生态膜表面溶出。
（－－）ＰＥＧ一１０００对膜结构的影响本实验分别研究了ＰＥＧ．１０００浓度和测试温度对溶液粘度的影响。
实验结果如图２－１０，（ａ）为浓度变化；（ｂ）为温度变化。
ＰＥＧ－１０００浓度越大，相应的溶液粘度也越大；测试的温度越低，溶液的粘度越大。
这与文献报道的结果相一致。
Ｆｉｇ．２－１０ＶｉｓｃｏｓｉｔｙｏｆｔｈｅｃａｓｔｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｗｉｔｈｍｅａｄｄｉｔｉｖｅｏｆＰＥＧ。
１０００．（ａ）Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｓ；（ｂ）Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．在研究粘度的同时，还研究了ＰＥＧ一１０００浓度变化对膜结构的影响。
实验结果见图２—１１，我们发现，随着ＰＥＧ．１０００浓度的增加，膜截面中的大孔明显被抑制，海绵状部分逐渐增多。
该实验结果与改变ＰＶＰ含量所得的膜结构结果相似。
说明作为高分子添加剂，ＰＥＧ一１０００可以有效地抑制大孔。
另外，从图２．１２可以看出，ＰＥＧ一１０００含量的增加对膜表面结构没有明显的影响，即使在ＰＥＧ－１０００含量最高时，也未有微孔出现。
聚砜超滤膜专业知识讲座
性、耐酸碱腐蚀性能、优异旳机械性能以
及突出旳抗蠕变性能。但耐候性和耐紫外
线稍差，属于疏水性膜材料，在其构造性
能方面也还需要改善。
聚砜旳几种经典构造
双酚A 型聚砜( PSF)
聚醚砜( PES)
聚砜酰胺( PSA)
酚酞型聚醚砜( PES-C)
含二氮杂萘酮构造旳聚醚砜( PPES)
序旳微孔，底层厚度为200～250微米，属于表层
过滤。（工业使用旳超滤膜一般为非对称膜。）
超滤膜旳膜材料主要有纤维素及其衍生物、聚
碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯
腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链旳聚乙
烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。
二、聚砜超滤膜
聚砜Polysulfone（简称PSF或PSU）
共聚物改性超滤膜。
试验成果表白：经改性后，稳定膜通量和截留率
都有所提升，改性超滤膜分离性能也优于原PSF超
滤膜。同步二元共聚物改性超滤膜有更强旳抑菌
性能。加入膜表面亲水剂后，对三元共聚改性膜
旳影响较大。其表面膜通量有很大旳提升。
4.3光引起接枝改性
光引起接枝聚合是利用紫外光照射材料表
面产生自由基，从而引起单体在表面接枝
双酚A 型聚砜( PSF)
双酚A 型聚砜( PSF) 一般也简称聚砜，
是聚砜类聚合物最早旳产品，在1965 年
由UCC 企业成功开发，玻璃化温度( Tg)
为195 ℃，可在150 ℃下长久使用。其
构造式如图
聚醚砜( PES)
聚醚砜是由苯基经过醚和砜基连接而成，有
旳文件也称为聚芳醚砜。它在构造上与双酚
解性能。同步，大侧基旳引入并不降低聚砜旳刚
新型氨甲基化聚砜亲和膜的制备及性能
液相组 合化学 已成 为寻找新 药 的非 常有效 手段 之一 ［． １ 在液相 组合合 成 中 ， ］ 固载化 清除试 剂 （ 脂 ） 树 广泛用 于分 离纯化 目标产 物 ， 除 副产 物 和 过量 的 去 反应物 ［ ． 而 固载 化 清 除树 脂 不 能 克 服 其 处 理 ２ 然 ］ 量小 、 应速 率低及 不 易规 模 化 等缺 陷和 溶胀 性 的 反
吸 附模 型．
关键 词 ：聚砜 ； 氨基 化 改性 ；亲和膜 ；酰 氯 ； 附 吸
中图分类号 ： ０ ８ ８ ＴＱ ２ ．
文献标识 码 ：Ａ
文章编 号 ：１ ０ －９ ４ ２ １ ）５０ １ －６ ０ ７８ ２ （ ０ ０ ０ －０ ００ 树脂 常用来 清 除酰氯 、 磺酰氯 、 异氰 酸酯 或酸性 有机
基金 项 目： 天津市 自然科学基金 （５ Ｊ Ｃ ４０ ）天津市 自然科学基金重点项 目（０Ｃ Ｄ Ｃ １ ０ ） ０ ＹＦ ＭＪ ０ ２ ０ ； １Ｊ Ｚ Ｊ ２ ９ ０ 作者简介 ： 孙彦伟 （９ ３）男 ， １ ８一 ， 吉林省人 ，硕士生 ， 从事膜 材料及膜 过程研究 ． ＊通 讯联 系人 ， －＇ｉ ｂｎ ｗ ｎ ６ ６ ａ Ｅｈａｌ ｉ ａ ｇ ６ ＠ｙ — ￣ ： ｇ
为 了降低 成本 ， 者 首先 制 备 廉价 易 得 的 氯 甲 笔 基 化 聚砜 ， 后 利 用 Ｇａｒ ｌ 应 将 其 与 邻 苯 二 甲 然 ｂｉ 反 ｅ 酰亚胺 的钠盐 反应 合 成得 到 氨 甲基化 聚 砜 ， 功在 成
可 远高于 树脂柱 ． 同时亲和膜 分离具 有分离 时 间短 、 成本 低而 且再生 能力强 ， 操作 条件简 单 ， 于实现 自 易 动 化等优 点Ｌ． ８ Ｊ
获得 较佳 的 改性 条件 ： Ｈ 用量 １２ ００ｇ 反应 温度 ８ Ｎａ ． ０ ， ０℃ ， 应 时 间 １ ． 用相 转化 法将 反 ０ｈ 采
聚砜超滤膜
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ห้องสมุดไป่ตู้
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。
聚砜的几种典型结构
双酚A 型聚砜( PSF) 聚醚砜( PES) 聚砜酰胺( PSA) 酚酞型聚醚砜( PES-C) 含二氮杂萘酮结构的聚醚砜( PPES)
含二氮杂萘酮结构的聚醚砜( PPES)
含二氮杂萘酮结构的聚醚砜是由大连理 工大学研究完成的，是目前耐热等级最 高的可溶性聚芳醚类树脂，其Tg高达265 ～ 305 ℃。因其具有耐高温、可溶解的 特性，在耐高温分离膜领域具有很好的 应用前景。所制的分离膜具有良好的成 膜性、渗透选择性和耐高温性能。其结 构式如图
4.3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。
4.4膜材料本体的改性
膜材料本体的改性是指对膜材料本身用化学方 法赋予某种功能基团，如磺酸基、氨基等，然 后将改性后的膜材料用于分离膜的制备，从而 达到改善膜性能的目的。在经过改性后，分子 链上的功能基团决定了分离膜的性质，而主链 仍保持了聚合物的内在稳定性。 Ghosal等人研究了聚砜接上氨基和邻苯二甲酰 亚胺，将经过改性的聚合物用于制备CO2 /CH4 气体分离膜，实验结果表明，接有苄基苯胺的 聚砜具有较高的CO2溶解性和CO2 /CH4溶解选 择性，这可能是因为CO2与苄基苯胺之间有很 强的作用力，能够阻止CO2的扩散。
聚砜中空纤维超滤膜的制备
第二章聚砜中空纤维超滤膜的制备中空纤维具有装填密度大、耐压性能好、设备小型化、结构简单化、成本低、易维护等优点，因此受到人们的广泛关注。
而复合超滤膜因在较低的操作压力下同时具有较高的截留率和水通量，日益受到人们的重视，近年来成为分离膜领域的一个研究热点[28]。
由于聚砜原料价廉易得，制膜简单，有良好的机械强度和抗压密性，有良好的化学稳定性，且能抗生物降解，目前被广泛地用于超滤膜和复合用多孔支撑膜的制作。
本实验纺制聚砜（PSF）中空纤维超滤膜为基膜，通过界面聚合法制备高性能的纳滤复合膜。
2.1 实验试剂、仪器与评价装置2.1.1 主要实验试剂表2-1中所列为实验中用到的主要实验试剂。
表2-1主要实验试剂Tab.2-1 Main experimental agents材料名称规格生产厂家聚砜（PSF）工业纯大连聚砜塑料有限公司N、N-二甲基乙酰胺工业品师授氯化钠化学纯天津市塘沽化学试剂厂六水硫酸镁分析纯天津市化学试剂一厂正庚烷分析纯天津市科密欧化学试剂有限公司六水哌嗪分析纯上海天莲精细化工有限公司均苯三甲酰氯分析纯北京奥得赛化学有限公司聚乙二醇（PEG 20000）分析纯北京奥得赛化学有限公司2.1.2 主要实验仪器表2-2中所列为实验中用到的主要实验仪器。
表2-2 主要实验仪器Tab.2-2 Main experimental apparatus仪器名称规格型号生产厂家电导率仪MC226型梅特勒-托利多仪器公司pH计pHS225型上海雷磁仪器厂电子天平JA3003 天津天马仪器厂721分光光度计- 上海第三分析仪器厂外径千分尺- 上海衡器量器厂电热真空干燥箱DZG-403天津天宇实验仪器有限公司电热恒温干燥箱HXGZ–550A型连云港医疗器械设备厂电磁空气压缩机微型高压隔膜泵纺丝机ACO-016型P-125型-浙江森森实业有限公司上海磁力泵业有限公司天津工业大学制2.2 中空纤维超滤膜的纺制1）将聚砜放入真空干燥箱中在110度左右充分干燥后取出备用。
聚砜超滤膜的制备及其表征
Tab. 4 Orthogonal experimental results of water
flux of the membrane
编号 A
1
Ⅰ
2
Ⅱ
3
Ⅲ
4
Ⅰ
5
Ⅱ
6
Ⅲ
7
Ⅰ
8
Ⅱ
9
Ⅲ
∑Ⅰ 128. 53
∑Ⅱ 94. 74
∑Ⅲ 80. 57
极差 47. 96
1. 2. 3 SEM
扫描电子显微镜是用于形象表征微滤膜的简
单而有效的仪器. 能够针对表层 、横断面和底层得 到清晰又简洁的图像. 另外根据照片可以大致确 定孔隙率和孔径分布.
2 实验设备 、材料及流程[11]
2. 1 实验设备及实验材料 本文所用主要研究设备及实验材料分别如表
1 和表 2 所示.
1 膜制备工艺及其性能表征方法
1. 1 制膜工艺 本文采用相转化法制备聚砜超滤基膜 ,工艺
如下[3 ] : (1) 称取一定量预先干燥的聚砜溶入 NMP 中 ,
加入一定量的丙酮和聚乙烯吡咯烷酮 ,通过搅拌使 聚砜及其添加剂充分溶解 ,制成均匀的铸膜液.
(2) 过滤铸膜液 ,去除未溶解的杂质. (3) 静置 24 h 以上 ,以使铸膜液完全脱泡. (4) 用刮刀将铸膜液匀速涂在洁净 、干燥的 制膜板上 ,于空气中放置一定时间 ,以挥发部分溶 剂 ,然后 ,将制膜板置于水凝结浴中. (5) 将基膜在水凝结浴中浸泡一定时间后 , 取出基膜进行系列表征. 1. 2 表征方法[9 ,10 ] 1. 2. 1 膜通量 J 膜通量表示一定压力下单位时间内通过单位
膜面积的溶液体积流量. 将制备的基膜置于超滤 杯中 ,在室温下用去离子水 (或溶液) 在一定的压 力下预压 30 min ,然后测定一定时间内通过膜的 水 (或溶液) 的体积 ,按下式计算膜的水通量
侧链型磺化聚砜质子交换膜的制备与性能
侧链型磺化聚砜质子交换膜的制备与性能乔宗文;刘耀鹏;邓嘉琪;陈涛【摘要】By post-sulfonation method,a kind of side chain type sulfonated polysulfone(PS-HS) was obtained according to two chemical reaction with chlorobutyryl chloride and p-hydroxybenzenesulfonate Sodium as reagent. The proton exchange membrane ( PEM) were prepared by casting method on basis of characterizing their chemical structure. The basic properties of PEM were studied,the result showed that the PEM had good performance in wa-terupaking(WU),swelling ratio(SW) and proton conductivity,the proton conductivity was up to 0. 049S/cm and the swelling ratio( SW) was only 7. 1% at room temperature,low than Nafion115 and Nafion117.%采用后磺化方法,以氯丁酰氯(CBC)和对羟基苯磺酸钠(HBSS)为小分子试剂,通过两步反应制备一种侧链型磺化聚砜PS-HS,采用FT-IR和1 H-NMR对它们的结构进行表征;采用流延成膜法制备相应的PEM,研究了PEM的基本性能,结果表明:该PEM表现出较好的吸水率(WU)、尺寸稳定性(SW)和质子传导率,室温时的质子传导率高达到0.049S/cm,SW仅为7.1%,溶胀率甚至低于市售的Na-fion115和Nafion117膜.【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2017(046)006【总页数】4页(P63-66)【关键词】后磺化;侧链型;吸水溶胀率;质子传导率【作者】乔宗文;刘耀鹏;邓嘉琪;陈涛【作者单位】陕西国防工业职业技术学院化学工程学院,陕西西安710000;陕西国防工业职业技术学院化学工程学院,陕西西安710000;陕西国防工业职业技术学院化学工程学院,陕西西安710000;中北大学化学工程学院,山西太原030000【正文语种】中文【中图分类】O631随着人们环保意识的增强，质子交换膜燃料电池(PEMFCs)作为一种绿色能源引起了人们的广泛关注。
聚砜平板超滤膜的制备及亲水性改性
聚砜平板超滤膜的制备及亲水性改性闫二锦;钱建华【摘要】为进一步研究不同制膜条件下聚砜(PSF)超滤膜的结构及性能,以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,改变聚砜浓度及添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和氯化锂(LiCl)的配比,采用相转化法制备PSF平板超滤膜.通过扫描电镜观察膜的表面形貌结构,并讨论了不同制膜条件的接触角、水通量、截留率的变化规律.结果表明:当聚砜质量分数在11％～14％,添加剂PVP的质量分数为8％～10％,LiCl质量分数为3％时,PSF超滤膜的综合性能最好,膜截面有较明显的指状结构,孔径分布均匀,较高的截留率,水通量高达231L/(m2·h),平衡水含量达到83.5％.PSF超滤膜的接触角随着LiCl及PVP浓度的增加而减小,膜的亲水性能得到了改善.【期刊名称】《现代纺织技术》【年(卷),期】2016(024)001【总页数】5页(P27-31)【关键词】相转化法;聚砜超滤膜;接触角;水通量;截留率【作者】闫二锦;钱建华【作者单位】浙江理工大学材料与纺织学院,杭州310018;浙江理工大学材料与纺织学院,杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TQ028.8近年来随着国家经济的快速发展，水污染、空气污染等问题成为越来越严峻的挑战，国家对环保材料的投入在逐年增加，对优良的过滤材料的需求量也越来越大。
膜技术广泛应用于分离技术中，尤其是水处理中。
膜的多孔性及亲水性在分离过程中起着巨大作用。
超滤已逐渐成为食品工业、制药工业和生物技术中最重要的水处理技术[1-3]。
选择超滤用膜材料时主要考虑成膜性、化学稳定性、耐微生物侵蚀和耐氧化性能，且最好是亲水材料，以得到较高水通量和抗污染能力，也便于清洗。
聚砜(PSF)是一类在分子主链上含有砜基的芳香族热塑性聚合物材料，具有优良的力学性能、热稳定性、化学稳定性及良好的加工性能。
在几种聚砜材料中，双酚A聚砜产量大，应用最为广泛，在膜材料(包括滤膜与电渗析膜)方面也有着极为重要的应用，比如聚砜超滤膜、聚砜中空纤维膜、聚砜纳滤膜、聚砜复合膜、聚砜亲合膜及聚砜离子交换膜等。
聚砜阴离子交换膜的制备及其结构与性能
工艺与设备化 工 设 计 通 讯Technology and EquipmentChemical Engineering Design Communications·92·第44卷第11期2018年11月现阶段，将离子交换膜当做基本的电渗析、延伸渗析等进程涵盖大量工业范围，探究研发高功效（小电阻、良好力学属性和化学可靠性）的均相离子互换膜是目前我国首要需求。
将聚砜当做根本材质，通过分子策划，历经相应的化学反应进程，打造高属性的离子互换膜，是现阶段整个世界所重视的焦点主题。
1 实验阶段1.1 氯甲基聚砜的制作和表征将2.5g 聚砜放在带有温度计和搅拌器的4口烧瓶内，添加15mL 的二氯甲烷，让其全部分解，之后再添加2.7mL 的BCMB 与0.25mL 的路易斯催化剂四氯化锡，放在26℃的室内反应3h ，分别用氮、DMF 等清洗相关聚合物，之后使用蒸馏水再次清洗，直到溶液里不再有氯离子，即得CMPSF ，转变反应溶液和路易斯催化剂类别，展开以上实验，检测核心要素对聚砜聚甲基化反应的干扰规律[1]。
应用氧弹燃烧手段让相关试品中的氯元素有效变化成氯根负离子，之后使用佛尔哈德法测定氯容量，用其代表基化效果。
通过制膜手段，依次测定出氯甲基化聚砜与聚砜的红外光谱，经过对比，表征前者的化学构造。
将三氯甲烷当做溶剂，再次测量上述两者的氢谱，从而明确氯甲基化聚砜的化学构造。
1.2 聚砜阴离子互换膜的制作和表征将1.0g 的CMPSF 放在带有温度计与搅拌器的4口烧瓶内，添加30mL 的DMF ，让其全部分解。
然后再添加1.85mL 的三乙胺，在41℃时进行搅合，让季铵化反应一些时间之后，朝反应溶液内添加0.075g 的交联剂4，搅合后让其反应15min ，终止搅合，把溶液放在培养皿内塑膜，随即放在真空烘箱内，排除溶液，干燥变膜，一天后拿出，添加热水去模，也就即得PSFAEM 。
然后添加适当的三乙胺完成季铵化反应，历经10min 的交联反应，生成各种效果的互换膜，其厚度通常在55~60μm ，利用制膜法测定聚砜阴离子互换膜红外光谱，可以明确其具体化学构造。
磺化聚砜的制备工艺及其成膜性能
第４Ｏ卷第４期 ２０１２年８月 浙江工业大学学报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＺＨＥＪＩＡＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖｏ１．４Ｏ ＮＯ．４
Ａｕｇ．２０１２
磺化聚砜的制备工艺及其成膜性能 钱俊青，王士诚。吕坚方。郭辉 （浙江工业大学药学院，浙江杭州３１００３２）
摘要：研究了磺化聚砜的制备工艺及其成膜性能．通过磺化反应，在聚砜的苯环上引入磺酸基，考察 磺化剂用量、反应温度和反应时间对磺化度的影响．制备了磺化聚砜膜，并对其性能进行表征．结果 表明，在４５．０ ｏＣ下磺化１．００ ｈ，得到磺化度为３２．８ 的磺化聚砜，由其制得的磺化聚砜膜性能 最佳． 关键词：磺化聚砜；制备；磺化度；膜；性能 中图分类号：ＴＱＯ２８．８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００６—４３０３（２０１２）０４—０３８４—０４
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｌｆｏｎａｔｅｄ ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｓｕｌｆｏｎａｔｅｄ ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ ｍｅｍｂｒａｎｅ
ＱＩＡＮ Ｊｕｎ－ｑｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｓｈｉ—ｃｈｅｎｇ，ＬＵ Ｊｉａｎ—ｆａｎｇ，ＧＵＯ Ｈｕｉ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００３２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｌｆｏｎａｔｅｄ ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｓｕｌｆｏｎａｔｅｄ ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｗｅｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｓｕｌｆｏｎｉｃ ｇｒｏｕｐｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｏｎｔｏ ＰＳＦ ｂｙ ｓｕｌｆｏｎａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｓｕｌｆｏｎａｔｉｎｇ ａｇｅｎｔ，ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｓｕｌｆｏｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ＳＰＳＦ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＳＰＳＦ／ ＰＳＦ ｂｌｅｎｄ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｕｓｅｄ ３２．８ ｄｅｇｒｅｅｓ ｏｆ ＳＰＳＦ ｗａｓ ｏｐｔｉｍｕｍ．
双层刮膜法中聚砜膜结构的控制和性能研究
基 金 项 目：国家 重 大 基 础 研 究 ９ ３ 目（Ｏ ９ Ｂ ２ ４ ２ ； 料化 学工 程 国 家重 点实 验 室 基 金 （８ ０ １ ０ ；自然 科 学 基 金 ７项 ２ ＯＣ ６３ Ｏ ） 材 ３ ９ １２ ）
（０ ７ ０３ ２９６８）
作 者 简 介 ： 周 为 （９ ３） ， 徽 省 六 安 市 人 ， 士研 究 生 ， 要 从 事 中空 纤 维 膜 制 备 的研 究． ｚ ｗａ ｇ ＠ １ ３ｃｒ＞ 王 １８ 一男 安 硕 主 ＜ｗ ｎ ｇ ６ ．ｏ ｎ
温度 ， 膜 孔 隙率 影 响较 小 ， 平 均 孔 径 和 水通 量增 大． Ｅ 层 的厚 度 影 响 相 分 离前锋 到 达 对 但 Ｐ Ｉ Ｐ Ｉ Ｐｆ Ｅ 与 Ｓ 溶液界 面的 时间 ， Ｅ 层越 厚 ， Ｓ 膜表 面结构就越 疏松 ， Ｐ Ｉ ＰＩ 膜孔 径 和水 通量 越 大 ， 但
ｃ—ｘｒ ｓ ｎ 是 浸 没沉淀 膜制 备方 法 中的一 种 新 型 ｏｅ ｔｕ ｉ ） ｏ 的膜 制备技 术 ， 用特 制成 型 模 具 将 两种 成 膜 溶 液 利 同时挤 出 ， 溶液 可 以包 括不 同 的聚合 物 、 剂或 者 膜 溶
添加剂 ， 制得 的初 生膜 浸 入 到凝 胶 浴 中通 过 溶 剂 与 非 溶剂 之问相 互交换 发生 分相 得 到两层 或者 多层具 有 非对称 结 构的膜 Ｉ ． ９ ］
１ 实验 部分
１ １ 实 验 材 料 ．
聚砜 （ Ｓ ） 美 国 Ｓ ｌａ Ｐ ｆ由 ｏｖ ｙ公 司 提 供 ， 号 为 型 Ｕｄ ｌ ３ ０ ； 醚 酰 亚 胺 （ Ｅ ） 美 国 ＧＥ公 司 提 ｅ ５ ０ 聚 Ｐ Ｐ Ｉ由
供， 型号为 Ｕｌ ｍｌ ０ ； ｔ ０ ０ Ｎ一甲基吡 咯烷酮 （ ｅ ＮＭＰ 由 ） 美 国 Ｓｇ ｉｍａ公 司提供 ； 乙烯 吡 咯烷 酮 （ ＶＰ ９ ） 聚 Ｐ Ｋ一０