制備過程對聚醚砜中空纖維水通量的影響

1、<p>　　制備過程對聚醚砜中空纖維水通量的影響</p><p>　　摘 要：制備了聚醚砜（PES）中空纖維膜，并研究了制備過程對膜水通量的影響。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：中空纖維 PES 水通量 膜 </p><p>　　聚合物膜的結(jié)構(gòu)和性能主要由成膜方法和制備工藝決定。本文選用浸漬沉淀相轉(zhuǎn)化法，通過改變聚醚砜溶液濃度、空氣浴時間和凝固浴溫度等來控

2、制膜的結(jié)構(gòu)，以制得水通量良好、截留能力優(yōu)良，可用于水處理的聚醚砜中空纖維膜。 </p><p><b>　　一、實驗部分 </b></p><p><b>　　水通量的測定 </b></p><p>　　水通量在自制的超濾器上進(jìn)行，工作壓力0.1MPa。先將膜在工作壓力下預(yù)壓30 min，使通量保持穩(wěn)定，然后再計算水通量。

3、每批次的膜取3個點，水通量（w）取平均值。水通量按式（1）計算： </p><p>　　W=V/tA （1） </p><p>　　式中：V——透過水的體積（L）；t——時間（h）；A——膜面積（m2）。 </p><p><b>　　二、結(jié)果和討論 </b></p><p>　　1.聚醚砜含量的影響 </p>

4、;<p>　　紡絲液中PES質(zhì)量比對水通量的影響如表1所示。結(jié)果表明，水通量隨PES質(zhì)量比的增大而先緩慢減小再明顯降低。中空纖維膜水通量的大小主要取決于膜內(nèi)外皮層（致密層）的厚度，皮層上微孔的孔徑大小和分布情況，以及膜孔的疏密程度。水通量隨皮層厚度的增加而減??；隨膜截面疏松程度、膜表面孔的數(shù)量，以及孔徑的升高而增大。當(dāng)PES質(zhì)量比從8增加到10時，對PES中空纖維膜結(jié)構(gòu)的影響不大；PES質(zhì)量比進(jìn)一步由10增至14，膜的外表

5、面皮層明顯變厚，同時隨著聚合物質(zhì)量比的增加，聚合物之間更易相互接觸和相互纏結(jié)，孔隙與孔間互聯(lián)度下降，孔徑減少。 </p><p>　　2.內(nèi)凝固浴組成對膜結(jié)構(gòu)與性能的影響 </p><p>　　紡絲液由噴絲孔中擠出后立即與填充液接觸，在紡絲液-填充液的界面會發(fā)生溶劑和填充液的相互滲透，因而，填充液起到內(nèi)凝固浴的作用。我們研究了內(nèi)凝固浴組成對膜結(jié)構(gòu)性能的影響。 </p><

6、;p>　　表2示出不同內(nèi)凝固浴對水通量的影響。結(jié)果表明，內(nèi)凝固浴的組分對水通量影響較大，按水通量大小依次為DMAc/EtOH> DMAc/H2O> DMAc/Glycerin> DMAc/IPA。聚合物溶液的液-液相分離有兩種途徑，一種是推遲相分離，即溶劑從鑄膜液中大量流出，而凝固劑流入量卻相對較小，溶劑的凈損失導(dǎo)致鑄膜液中聚合物濃度顯著增大，從而使膜結(jié)構(gòu)越來越致密。另一種是即時分離，溶劑流出速度與凝固劑的流人速

7、度相差不大。鑄膜液中聚合物濃度幾乎沒有改變從而形成了相對開放的多孔疏松結(jié)構(gòu)。這里DMAc/EtOH和DMAc/H2O兩種內(nèi)凝固浴可能屬于即時分離，而DMAc/IPA屬于推遲相分離，DMAc/Glycerin介于兩者之間。 </p><p>　　內(nèi)凝固浴組成：質(zhì)量比=3： 2；PES/PVP-K30/PVP- K90/PEG/DMAc質(zhì)量比為15/6/4/10/74的紡絲液，外凝固浴DMAc/H2O質(zhì)量比為70/3

8、0，空氣浴長度為0。 </p><p><b>　　三、結(jié)論 </b></p><p>　　1.隨著PES在鑄膜液中的濃度的增大，中空纖維膜的水通量下降，PES中空纖維膜制備的最佳濃度為24%。 </p><p>　　2.不同的內(nèi)凝固浴會得到不同結(jié)構(gòu)的PES中空纖維膜，與內(nèi)凝固浴導(dǎo)致的聚合物溶液液-液相分離速度有關(guān)。內(nèi)凝固浴的組分對水通量影響較

9、大，按水通量大小依次為DMAc/EtOH> DMAc/H2O> DMAc/Glyce rin> DMAc/IPA。 </p><p>　　3.外凝固浴中DMAc含量升高有利于成膜，使外表面的微孔增加，從而使膜的水通量明顯增大。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]李井峰，許振良，楊虎.溶