添加劑對聚砜超濾膜的微細(xì)結(jié)構(gòu)及親水性能的影響.pdf

1、工業(yè)上常用聚砜樹脂作超濾材料，但聚砜具有較強(qiáng)的疏水性，聚砜超濾膜在實際應(yīng)用中存在抗污性差，膜壽命短的問題。本文以聚砜膜為研究對象，以改善聚砜膜的親水性為主要研究任務(wù)，并對多種鑄膜液配方下制得的膜進(jìn)行測試及模糊數(shù)學(xué)分析，從而找出綜合性能最好的膜。論文從研究不同的添加劑對制得的膜的結(jié)構(gòu)和性能的影響出發(fā)，在理論上解釋了添加劑對膜的結(jié)構(gòu)與性能的影響，為制成滲透性好、抗污性強(qiáng)以及親水性好的聚砜超濾膜提供了理論指導(dǎo)。
　　本研究通過改變PSF

2、鑄膜液的配比，添加不同種類的添加劑（聚乙二醇PEG、聚乙烯吡咯烷酮PVP、不同分子量的PEG以及混合添加劑纖維素/LiCl、PVP/LiCl），改變添加劑的濃度，得到不同結(jié)構(gòu)與性能的超濾膜。并通過膜的水通量測試、接觸角測試、平均孔徑測試、污染指數(shù)測試、平衡水含量測試及對膜進(jìn)行電鏡掃描等實驗，來表征膜的親水性、水通量、孔徑分布、抗污性、膜形貌特征。通過對測試結(jié)果的分析，得到高通量、抗污性好的親水膜。
　　研究結(jié)果表明：隨PVP-K3

3、0含量的增加，膜的接觸角從79.13°降至71.21°，膜的接觸角與PVP添加量負(fù)相關(guān)。膜的平均孔徑逐漸增大，當(dāng)其含量為8％時，平均孔徑增至21 nm，此時通量最高達(dá)到231.4 L/(m2·h)，截留率最低。用模糊數(shù)學(xué)分析得：用PVP-K30作為聚砜膜的添加劑，其含量為8%時制得的膜在水通量，親水性，截留能力上表現(xiàn)出的綜合性能最好。隨著PEG含量及分子量大小的增加，膜的接觸角隨著加入的PEG大分子含量的增加，膜表面的接觸角變小。PEG

4、的加入會影響膜的平均孔徑大小，而且總體上膜的孔徑大小與PEG含量及PEG的分子量大小的增加呈現(xiàn)正相關(guān)。在此變化范圍內(nèi)，膜的水通量總體呈增加趨勢，與此同時膜的截留率呈下降趨勢。用模糊數(shù)學(xué)分析得：當(dāng)用PEG-400作為添加劑時，其含量為10%時制得的膜表現(xiàn)出的綜合性能最好。當(dāng)用PEG-2000作為聚砜膜的添加劑，含量為10%時制得的膜綜合性能最好。當(dāng)用PEG-6000作為添加劑，其含量為6%時制得的膜綜合性能最好。當(dāng)用PEG-20000作為

5、添加劑，其含量為6%時制得的膜綜合性能最好。當(dāng)PVP-K30含量為6%，隨第二添加劑LiCl濃度的逐漸增加，膜的接觸角逐漸減小，LiCl含量為3%時，水通量最大達(dá)到223.2 L/(m2·h)。用模糊數(shù)學(xué)分析得：PVP-K30含量為6%時，改變第二添加劑LiCl，當(dāng)LiCl含量為5%時制得的膜綜合性能最好。LiCl含量為3%，隨第二添加劑纖維素含量的增加，膜的接觸角由73.71°降低至65.23°。膜的水通量從189.3 L/(m2·h