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。

结果表明:随着丙三醇质量分数增加,膜表面微孔数目增多且分布越来越均匀,膜截面的指状孔逐渐消失,开始出现圆状空腔结构。丙三醇作为添加剂时,质量分数为6.0%时综合性能最好,此时膜的平均孔径为0.2104μm,最大孔径为0.2230μm,纯水通量为134.51L/(m~2·h),水接触角为79.61°。

质量分数相同时,添加乙二醇所得膜的纯水通量最大,添加异丙醇所得膜的水接触角最小。

PES的不同磺化方案的比较

一、聚醚砜(PES)的简介：它的分子结构中既不含热稳定性较差的脂肪烃链节，又不含刚性大的联苯链节，而主要由砜基、醚基和次苯基组成，由单体聚合反应得到。二、磺化聚醚砜(SPES)的简介：在分子主链上，接枝磺酸基团，得到磺化聚醚砜(SPES)、改性方法主要有两种：一、磺化单体聚合单体原料：2,5-二羟基苯磺酸钾、6F-双酚A、4-氯二苯砜、溶剂：DMAc、甲醇催化剂：碳酸鉀方法： 1.量取6F-双酚A 0.3379 g、4-氯二苯砜0.7149 g、2,5-二羟基苯磺酸钾0.3455 g、碳酸鉀0.6974g、25 ml DMAc 至磨砂口錐形中。 2.油浴150 ℃ 8 h之后讲聚合物溶液过滤，过滤完后将滤液加入甲醇中析出，将混合液过滤，滤纸及产物真空干燥60℃ 1h。参考比例：注：参考此方法的技术工艺不够成熟，文献、专利报道较少，且反应过程中容易释放出有毒有害气体，危害实验室环境，谨慎。

二、聚醚砜(SPES)单体磺化法试剂：二氯甲烷、聚醚砜(PES)、氯磺酸、蒸馏水等。方法： 1.将聚醚砜溶解至二氯甲烷中，形成均相溶液，加入磺化剂(氯磺酸)，进行磺化反应，得到SPES。聚醚砜单体磺化反应示意图： 2.取8g聚醚砜在60℃下减压烘干24h，放入四口烧瓶中，加80m1的二氯甲烷，在搅拌下使其完全溶解，在N2保护下于20℃向溶液中缓慢滴加7 m1氯磺酸，在90分钟内滴加完毕，继续反应150分钟，磺化结束。将反应混合物在加搅拌的30℃蒸馏水，静置24小时后用砂芯漏斗过滤，并用蒸馏水将产物洗至中性，抽干后在70℃下减压烘干至恒重，得产品。DS=16% 3. 反应中磺化度的大小可以通过以下几点因素进行控制， 1. 磺化剂与聚合物单体的摩尔比 2. 磺化剂的滴加时间、磺化反应温度和反应时间 3.N2通入反应器的流速注：此方法，技术相对成熟，实验相对安全，磺化度可控，为了解决产物水分残留问题，在析出时，采用反应液滴入式法，控制聚合物析出大小，尽可能增大表面积；另外，采用减压烘干的方法。三、聚醚砜(SPES)后磺化法试剂：浓硫酸、聚醚砜(PES)、蒸馏水等。方法：将PES与浓硫酸按照一定的比例混合，在60℃的水浴条件下，进行搅拌反应，得到SPES。注：此法，技术简单，可以得到较低磺化度的SPES，同样，为了解决产物水分残留问题，在析出时，采用反应液滴入式法，控制聚合物析出大小，尽可能增大表面积；另外，采用减压烘干的方法。综合考虑，选择方法二与方法三作为制备SPES的方法，在后期采用滴入式法控制析出形式，尽可能增大聚合物的表面积，并同时采用高温减压干燥，除去水分。

超滤膜运行维护手册

超滤膜系统运行维护手册

目录一、二、中空纤维超滤膜系统简介 1. 中空纤维超滤膜概述及工作原理 2. 中空纤维超滤膜结构 3. 中空纤维超滤膜的优点 4. 中空纤维超滤膜的主要应用领域系统工艺描述三、中空纤维超滤膜技术参数描述四、超滤系统设备内容描述五、系统控制描述六、系统维护管理表七、系统的维护及注意事项八、安全注意事项九、操作数据记录表十、相关图纸及资料一、中空纤维超滤膜系统简介 1. 中空纤维超滤膜概述及工作原理中空纤维超滤膜是在较低的压差推动力作用下进行的筛孔分离过程，主要用于溶液中大分子物质、胶体、蛋白、微粒的分离和浓缩。超滤过程是在膜两侧产生一定的压力差后，溶剂、低分子物质和无机盐透过膜，而大分子物质、胶体等被半透膜所截留。超滤膜具有选择性表面层的主要原因是它具有一定大小和形状的孔，超滤膜的基本孔径为微米。

中空纤维超滤膜的分离机理主要有：1.溶质在膜表面和微孔内的吸附；2.粒径略小于膜孔的溶质在微孔中的停留，引起堵塞；3.粒径大于膜孔的溶质在膜表面的机械截留，即筛分。其中筛分是超滤过程的主要分离机理。中空纤维超滤膜的操作方式可分为终端过滤和错流过滤。在终端过滤中，随着操作时间的延长，被截留的物质将在膜表面形成污染层，使过滤阻力不断增加，在操作压力不变的情况下，膜渗透速率将不断下降；而错流过滤，由于料液平行的流过膜表面，因此与传统的终端过滤相比，错流过滤可在较长的时间内维持较高的渗透通量。因此错流过滤目前已广泛的应用于超滤分离过程中。中空纤维超滤膜组件的主要类型有管式、中空纤维和卷式三种。这三种膜组件的性能综合比较见表，在实际应用中应根据不同的处理对象加以选择。高污染的料液为避免浓差极化可选择组件流动状态好、对堵塞不敏感和易于清洗的组件，例如管式。但同时需考虑组件的造价、膜更换费和运转费。对于低污染和中等污染的料液则可选用中空超滤膜和卷式超滤膜。表几种超滤膜组件的比较为了保证一定的膜渗透通量和维持膜的使用寿命，必须对膜进行清洗。膜清洗频率与料液的污染程度和预处理措施的完善程度密切相关。膜清洗工艺可分为物理法和化学法两大类。物理法包括水力冲洗、气水混合冲洗、反冲洗。反冲洗是在膜组件中，将反向压力施加于膜渗透侧，弓I起渗透液的反向流动，以松动和去除膜进料侧表面的污染物。化学清洗所用的药剂和方法，需根据污染物进行决定。 2. 中空纤维超滤膜结构中空纤维超滤膜组件是错流过滤系统的基础，制造方法是将具有微孔的纤维状膜束封装在膜壳中制成。超滤膜采用双皮层设计，不但能进行外压式操作，而且能进行内压式操作，从而使其应用领域得到大大的拓展。超滤膜特性

含咪唑基磺化聚酰亚胺质子交换膜的结构与性能关系研究_闫庚威

第４２卷第２期２０１４年２月化　工　新　型　材　料ＮＥＷ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳＶｏｌ．４２Ｎｏ．２ ·９９· 基金项目：上海市自然科学基金资助项目（０８ＺＲ１４１０３００）作者简介：闫庚威（１９８８－），男，硕士生，主要从事质子交换膜方面的研究工作。联系人：郭晓霞，副教授。含咪唑基磺化聚酰亚胺质子交换膜的结构与性能关系研究闫庚威　李　威　夏志骋　郭晓霞＊　房建华（上海交通大学化学化工学院，上海２００２４０）摘　要　将１，４，５，８－萘四羧酸二酐（ＮＴＤＡ）与４，４’－二（４－氨基苯氧基）联苯－３，３’二磺酸（ＢＡＰＢＤＳ）及３种共聚用二胺单体：２－（４－氨基苯基）－５－氨基－苯并咪唑（ＡＰＡＢＩ）、１，３－二（４－氨基苯氧基）－５－（２－苯并咪唑基）苯（ＢＡＰＢＩＢ）及４，４’－二（４－氨基苯氧基）联苯（ＢＡＰＢ）在间甲酚中１８０℃进行无规共聚，分别制得了３种共聚物：主链含咪唑基磺化聚酰亚胺、含侧咪唑基磺化聚酰亚胺及不含咪唑基磺化聚酰亚胺。用溶液浇注法制得了具有良好机械性能的质子交换膜，测定了这些质子交换膜的离子交换容量、吸水率、质子导电率、水解稳定性和抗自由基氧化等性能，重点研究了含咪唑基二胺单体的化学结构对质子交换膜的抗自由基氧化性和水解稳定性的影响规律。关键词　质子交换膜，磺化聚酰亚胺，咪唑基，化学稳定性Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ－ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｏｆ　ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ－ｇｒｏｕｐ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｓｕｌｆｏｎａｔｅｄ　ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ　ｐｒｏｔｏｎ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｍｅｍｂｒａｎｅｓＹａｎ　Ｇｅｎｇｗｅｉ　Ｌｉ　Ｗｅｉ　Ｘｉａ　Ｚｈｉｃｈｅｎｇ　Ｇｕｏ　Ｘｉａｏｘｉａ　Ｆａｎｇ　Ｊｉａｎｈｕａ（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｊｉａｏ　Ｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００２４０）Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｒｅｅ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｓｕｌｆｏｎａｔｅｄ　ｃｏｐｏｌｙｉｍｉｄｅｓ（ＳＰＩｓ）：ｏｎｅ　ｗｉｔｈ　ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ　ｇｒｏｕｐｓ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｉｎ　ｐｏｌｙｍｅｒ　ｂａｃｋ－ｂｏｎｅ，ｏｎｅ　ｗｉｔｈ　ｐｅｎｄａｎｔ　ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ　ｇｒｏｕｐｓ，ａｎｄ　ｏｎｅ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ　ｇｒｏｕｐｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ　ｂｙ　ｒａｎｄｏｍ　ｃｏｎ－ｄｅｎｓａｔｉｏｎ　ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　１，４，５，８－ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ　ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ（ＮＴＤＡ）ｗｉｔｈ　４，４’－ｂｉｓ（４－ａｍｉｎｏｐｈｅｎｏｘｙ）ｂｉ－ｐｈｅｎｙｌ－３，３’－ｄｉｓｕｌｆｏｎｉｃ　ａｃｉｄ（ＢＡＰＢＤＳ）ａｎｄ　ｔｈｒｅｅ　ｄｉａｍｉｎｅ　ｃｏｍｏｎｏｍｅｒｓ，２－（４－ａｍｉｎｏｐｈｅｎｙｌ）－５－ａｍｉｎｏｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ（ＡＰＡＢＩ），１，３－ｂｉｓ－（４－ａｍｉｎｏｐｈｅｎｏｘｙ）－５－（２－ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅ（ＢＡＰＢＩＢ）ａｎｄ　４，４’－ｂｉｓ（４－ａｍｉｎｏｐｈｅｎｏｘｙ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ，ｉｎ　ｍ－ｃｒｅｓｏｌ　ａｔ１８０℃．Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ　ｗｉｔｈ　ｇｏｏｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｗｅｒｅ　ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｙ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｃａｓｔ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＳＰＩ　ｍｅｍ－ｂｒａｎｅｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｉｏｎ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｃａｐａｃｉｔｙ，ｗａｔｅｒ　ｕｐｔａｋｅ，ｐｒｏｔｏｎ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，ｈｙｄｒｏｌｙｔｉｃ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｒａｄｉｃａｌ　ｏｘｉｄａｔｉｖｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ－ｇｒｏｕｐ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ｄｉａｍｉｎｅ　ｍｏｉｅｔｉｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｏｘｉｄａｔｉｖｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｈｙｄｒｏｌｙｔｉｃ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｗｅｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｐｒｏｔｏｎ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｍｅｍｂｒａｎｅ，ｓｕｌｆｏｎａｔｅｄ　ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ，ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ　ｇｒｏｕｐ，ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ燃料电池是一种不经过燃烧直接将燃料的化学能通过电化学反应的方式转化为电能的发电装置，具有能量转化率高、安全可靠、环境友好等优点。质子交换膜是燃料电池的核心部件，高性能、低成本质子交换膜的研制对促进燃料电池技术的广泛应用具有十分重要的意义。目前商业化质子交换膜材料是美国杜邦公司生产的Ｎａｆｉｏｎ系列。其主要优点是：（１）优异的化学稳定性，在强酸和强氧化环境中仍能保持良好的长期使用稳定性；（２）高的质子导电率；（３）良好的机械性能．但这类膜存在价格高、工作温度低（＜９０℃）、燃料（氢气、甲醇等）透过率高等缺陷，因而难以获得广泛应用。为了克服这些缺陷，近２０年来人们对各种磺化碳氢聚合物进行了广泛研究，如磺化聚醚砜、磺化聚醚酮、磺化聚苯、磺化聚苯并咪唑、磺化聚酰亚胺等。其中，磺化聚酰亚胺是研究得最多的一类磺化碳氢聚合物质子交换膜［１－７］，这是由于聚酰亚胺结构多样并具有高强度、高模量、优异耐热性能和电学性能、良好成膜性等突出优点的缘故。近年来的研究结果表明，磺化聚酰亚胺是很有希望在燃料电池中获得实际应用的一类质子交换膜。例如，日本的Ｗａｔａｎａｂｅ研究小组报道说由一系列脂肪／芳香族磺化聚酰亚胺共聚物质子交换膜制成的燃料电池在８０℃下的工作寿命达到５０００ｈ［４］。日本的Ｏｋａｍｏｔｏ研究小组报道说由一种全芳香的磺化聚酰亚胺交联膜制成的燃料电池在９０℃下运行１６００ｈ后电池性能没有任何衰减［５］，显示出良好的应用前景。目前，燃料电池领域的一个重要研究方向就是在保证足够高质子导电率的前提下进一步提高质子交换膜的抗自由基氧化性能。对于磺化聚酰亚胺，除了抗自由基氧化性外，由于其主链结构中的亚胺环有水解倾向，从而导致聚合物降解，因此，提高磺化聚酰亚胺的水解稳定性一直是该领域的一个重要课题。我们在以前的研究工作中发现将咪唑基

聚醚砜改性热固性树脂的反应诱导相分离

聚醚砜改性热固性树脂的反应诱导相分离聚醚砜（PES ）是一种典型的工程塑料，工业上通常采用以下方法进行合成:脱氯化氢法、熔融脱盐法、溶液脱盐法等。脱氯化氢法主要在上世纪70年代初期被采用，而溶液脱盐法又包括单酚脱盐法和双酚脱盐法[1]。 S O O n 图1 聚醚砜分子结构式聚醚砜具有很多优异的性能。其Tg 在200℃以上，耐高温性能好（可在180℃以上使用），此外强度也较高，在100℃到200℃之间的温度范围内，其模量基本不变，在100℃以上时，模量高于任何一种热塑性塑料，由于分子中醚键的存在，聚醚砜还具有良好的韧性。因此采用聚醚砜改性热固性树脂是较为理想的。目前聚醚砜对热固性树脂的增韧改性主要是通过反应诱导相分离来控制相得形态，使其形成相反转或者双连续相结构，从而在不改变原来体系的热性能和力学性能的情况下达到增韧的目的。而要对相形态进行控制，主要从两个方面着手，一个是热力学方面，主要从聚醚砜的使用量来控制，另一个就是动力学方面，主要从固化工艺来控制相形态。一．不同PES 含量的影响余英丰[2]对聚醚砜改性环氧/酸酐/叔胺体系进行了研究。其配方如下表1 改性体系的重量配比 PES-20％体系和PES-14％体系经过120℃固化过后，分别得到了不同的相形态。PES-20％体系形成了相反转结构，该结构中，环氧富集粒子均匀地分布在聚醚砜形成的连续相中，环氧富集粒子呈球形，直径在 1-2um 之间。而PES-14％体系却形成了双连续相结构，而且相尺寸都比较大。在环氧富集连续相当中几乎

看不到聚醚砜粒子，但是在聚醚砜膜状连续相中可以观察到直径大约为3-4um 的环氧富集球形粒子。其相图如下：（a）（b）图2 120℃下固化5h的电镜扫描图。（a）为PES-20％体系;（b）为PES-14％体系而刘小云[3]研究了PES/双马改性体系。不同含量的PES改性体系在160℃下进行等温固化。反应初期改性和未改性体系的单体转化率几乎相同。随着反应进行，改性体系的反应速率明显比未改性体系低，而且随着PES含量的增加，反应速率降低。固化时间相同时，改性体系中的双马的固化转化率要比未改性体系的低，并且也伴随着PES含量的增加而降低。聚合物的稀释效应[4]十分明显。这些从下图可以看出。

PES微孔膜的制备及膜反应器在废水处理中的应用研究_0

2 聚醚砜膜的制备及表征聚醚砜（PES）是一种性能优越的工程塑料，其玻璃化温度高达225℃，具有优良的耐热水和耐高温水蒸汽的性能。它在130-140℃的热水和水蒸汽中，结构不会受到破坏，只是当温度高过150℃以上时，才会产生形变和性能劣化。PES具有优良的力学性能，耐碱、耐压力、耐腐蚀以及优越的血液相容性等性能，是一种优良的微孔膜制备材料。这种材料能溶于二甲基亚砜、N, N-二甲基甲酰胺、N, N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等多种极性溶剂中配制成聚合物溶液，非常适合浸没沉淀相转化法制膜。溶液相转化法制膜的机理是利用溶剂/非溶剂相互扩散引起聚合物沉淀，此方法制备条件简单、工艺可变性强、制备的膜形态结构多样，但结构难控制，强度低、重复性差，成品率低。针对这些存在的问题，弄清楚每一个工艺条件对膜结构的贡献是很有必要的，这为在实际的制膜过程中做到膜的结构可控奠定基础。本章以改善膜结构，提高膜的水通量及抗污染性能为目的，调整制膜液配方、优化工艺条件，以期制备出性能优异的适合用于废水处理工艺中的微滤膜。 2.1 试验原料及方法 2.1.1 试验原料试验中所用的材料和试剂见表2.1。表2.1 试验中材料及试剂名称型号/级别产地聚醚砜（PES）分子量约4.5万长春吉大高新材料有限责任公司粉料磺化聚醚砜（SPES）磺化度5.2% 长春吉大高新材料有限责任公司粉料磺化聚醚砜（SPES）磺化度16.8% 长春吉大高新材料有限责任公司粉料N, N-二甲基乙酰胺（DMAc）C.P 上海三爱思试剂有限公司聚乙烯吡咯烷酮（PVP K30） A.R 中国医药（集团）上海化学试剂公司无水乙醇 A.R 杭州长征化工厂丙酮 A.R 杭州化学试剂有限公司正己烷 A.R 杭州炼油厂磷酸二氢钾 A.R 湖州湖试化学试剂有限公司磷酸氢二钠 A.R 湖州湖试化学试剂有限公司牛血清蛋白（BSA） A.R 华美生物工程公司纳米TiO2金红石型，30nm 杭州大洋纳米技术有限公司

质子交换膜的交联改性研究进展

万方数据

质子交换膜的交联改性研究进展作者：杨洁，潘牧，袁润章，李笑晖， YANG Jie， PAN Mu， YUAN Runzhang， LI Xiaohui 作者单位：武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,武汉,430070 刊名：材料导报英文刊名：MATERIALS REVIEW 年，卷(期)：2005,19(z1) 参考文献(26条) 1.Kerres J查看详情 1998 2.Jones D J;Roziere J查看详情 2001 https://www.360docs.net/doc/3c9383591.html,urent D;Jurgen K;Michael P Cone and foliage volatiles emitted by Pinus cembra and some related conifer species[外文期刊] 1998(5) 4.Houblod H G查看详情[外文期刊] 2001 5.Kerres K D查看详情 2001 6.Kerres J查看详情 2001 7.Rikukawa M;Sanui K Proton-conducting polymer electrolyte membranes based on hydrocarbon polymers [外文期刊] 2000(10) 8.吴洪;王宇新;王世昌查看详情 2001(04) 9.Barbir F;Gomez T查看详情 1996 10.刘富强质子交换膜燃料电池复合膜的研究 2002 11.Mehta V;Cooper J S查看详情 2003 12.Jorissen J;Gogel V;Kerres J查看详情 2002 13.Kerres J查看详情 2001 14.Zhang W;Tang C M;Kerres J A novel multiple cell photo-sensor instrument: principles and application to the study of THF hydrate formation[外文期刊] 2001(10) 15.Kerres J;Ullrich A查看详情 1999 16.Kaur S;Florio G查看详情 2002 17.Nolte R查看详情 1998 18.Choi W C;Kim J D查看详情 2001 19.衣宝廉燃料电池--高效、环境友好的发电方式 2003 20.Grot W;Ford C查看详情 2004 21.Baldauf M;Preidel W Status of the development of a direct methanol fuel cell[外文期刊] 1999(2) 22.Blum A;Duvdevani T;Philosoph M查看详情 2003 23.Heinzel A;Barragan V M查看详情 1999 24.史萌;邱新平;朱文涛Nafion膜在直接甲醇燃料电池中的应用及改进[期刊论文]-化学通报(印刷版) 2001(08) 25.Won J;Choi S W查看详情 2003 26.邢丹敏;杜学忠;于景荣燃料电池用质子交换膜研究进展[期刊论文]-电源技术 2001(z1) 本文链接：https://www.360docs.net/doc/3c9383591.html,/Periodical_cldb2005z1078.aspx

新型膜材料--磺化聚醚砜(磺化单体合成)

KTP-25新型反向渗透膜用材料说明书（聚磺化苯醚砜）常州市科特化工有限公司自主开发的聚磺化苯醚砜，采用磺化砜单体为起始聚合原料聚合而成，属于前期磺化的亚苯基砜聚合物。其主要的特性、优点及使用说明如下：一、KTP聚磺化苯醚砜主要特点和性能 1)优异的机械性能 2)优异的耐腐蚀性、抗氧化性 3)对高浓度的氯、游离氯也具有非常好的耐受性 4)在 pH 值 2 至 13 范围内稳定 5)可溶于常规的加工溶剂 6)不溶物和可萃取物含量低 7)优异的生物适应性 8)可采用蒸汽、环氧乙烷和伽马辐射进行灭菌 9)可采用溶液流延方法进行具有成本效益的加工二、同后期磺化而来的其他产品（例如：海德能(Hydranautics)生产的由Udel聚砜磺化的产品Hi-Flux CP）相比，其不同点和优势为：1）因为磺化官能团取代的位置不同和主链重复单元不同，磺化基团更加稳定，即分子结构更加稳定。所以具有更佳的耐化学性、抗氧化性，和更好的机械性能，以及异常优越的韧性和耐冲击性，使得产品使用寿命更长。 2）与后期磺化的产品不同，本产品可以通过调整磺化聚合单体的比

例，实现精确控制产品的磺化度，磺化基团的排列也规则有序，因而可以根据需求来得到最佳通量，达到分离效率的最优化。 3）KTP聚磺化苯醚砜分子量可以做到高于由Udel聚砜后期磺化的产品。三、本产品同目前市场主流的聚酰胺类反向渗透膜材料相比，最突出的优势： 1）是耐氯性能非常优异，尤其对游离氯也有很好的耐受性。聚酰胺材料在含氯环境下，聚合物受到攻击时，主链酰胺键容易断裂，使得分子量降低并导致严重的性能损失，使用寿命受限。因此水处理过程中必须有先除氯和后加氯的步骤。本产品在高含氯环境下，膜寿命耐氯性能大于40000PPM?h，使得水处理过程中含氯的处理过程扩大，并可以简化除氯及加氯的步骤，降低投资和运行处理成本。 2）因为聚磺化苯醚砜材料本身优良的物理机械性能，和化学耐受性、抗氧化性，而能显著延长膜寿命，从而显著降低水处理的成本。 3）聚磺化苯醚砜优异的耐氯、耐化学性及机械性能，使得在含高氯、高盐或宽广 pH 范围的污水处理中，可以得到更广泛的使用。 4)聚磺化苯醚砜比聚酰胺材料更为优异的韧性和耐冲击性,使得采用该产品制成的膜材料可以在更高的工作压力下操作，有效提高水处理通量。 5)聚磺化苯醚砜优异的机械性能，使得反渗透膜元件加工更为便利，一层膜足以胜任，改变目前普遍采用的用聚砜或聚醚砜做衬底，加聚酰胺复合膜的制作方法。

聚醚砜和磺化聚砜类高聚物共混非对称纳滤

(54)发明名称聚醚砜和磺化聚砜类高聚物共混非对称纳滤膜制备方法 (57)摘要本发明公开了一种聚醚砜和磺化聚砜类高聚物共混非对称纳滤膜制备方法。所述纳滤膜通过相转化法一步制备具有非对称结构的共混纳滤膜，包括铸膜液的配制：将聚醚砜、磺化聚砜类高聚物、添加剂以及溶剂四种组分混合配制成铸膜液；相转化法成膜，包括平板膜和中空纤维膜。所述纳滤膜在0.1～0. 8MPa操作压力下对0.5g／L一1. 5g/L氯化钠和硫酸钠的截留率达20%～95%，对相对分子质量600～2000的聚乙二醇截留率达到40%～99. 9%，膜纯水通量达到10～250L／(m2hbar)。该发明中涉及到的纳滤膜强度好，韧性强，耐压密性好，耐氯，耐高温。可应用于水处理，废水处理，物料分离等方面。权利要求书 1．一种聚醚砜和磺化聚砜类高聚物共混非对称纳滤膜制备方法，其特征在于该方法包括：第1、铸膜液的配制：将聚醚砜、磺化聚砜类高聚物、添加剂以及溶剂四种组分混合配制成铸膜液；其中聚醚砜的质量浓度为0%～35%，磺化聚砜类高聚物质量浓度为0%～40%，且两种聚合物总浓度为15wt%～45wt%；添加剂为丙酮、乙醚、四氢呋喃、乙二醇、丁酮、甲醚、聚乙二醇中的至少一种，添加剂质量浓度为1%～25%；溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的至少一种；第2、相转化法成膜，包括平板膜和中空纤维膜；第2.1、平板膜的制备：在洁净铸膜室内将上述铸膜液浇注在光洁平滑的玻璃板上或其他模板上，利用不锈钢刮刀刮制成膜，在温度为0～60℃的条件下预处理l～20min，然后将玻璃板或模板放入0℃～10℃的凝固浴中，凝固12～24小时，使其凝固成膜，即得平板纳滤膜；或采用相同的工艺条件利用刮膜机连续制膜；第2.2、中空纤维膜的制备：将上述铸膜液注入中空纤维膜纺丝料液槽中，通过喷丝头纺制出中空纤维纳滤膜，膜丝直接进入0℃～10℃凝胶浴中即得中空纤维纳滤膜。 2．根据权利要求l所述的方法，萁特征在于第2.1步凝固浴前，在温度为0-60℃的条件下预处理l～20min。 3．根据权利要求l所述的方法，其特征在于所说的聚醚砜和磺化聚砜类高聚物的质量比优选为5：l、3：2。 4．根据权利要求l所述的方法，其特征在于所说的磺化聚砜类高聚物为磺化聚砜或磺化聚醚砜，磺化度为5%～50%，材料的形态分为钠型与氢型磺化聚砜类高聚物。

添加剂种类及保存条件对聚醚砜超滤膜过滤分离性能的影响

添加剂种类及保存条件对聚醚砜超滤膜过滤分离性能的影响一．实验目的 1、了解超滤膜的制作过程； 2、掌握超滤膜的性能评价标准及方法； 3、对比不同铸膜液组成对聚醚砜超滤膜性能的影响； 4、对比不同保存条件对聚醚砜超滤膜性能影响。二．实验研究的提出对于本实验研究的提出，我们从以下两方面进行考虑： ●PES膜材料的特性 1、具有较好的成膜特性 2、具有较好的机械强度、化学稳定性和热稳定性 3、膜通量较高，是制备超滤和微滤膜的理想材料 ●PES膜材料的局限性 1、膜材料本身具有憎水性 2、亲水性改性存在问题 A．添加剂的加入会影响铸膜液组成和特性，进而对膜结构造成极大的影响，进而影响膜的选择透过性 B. 亲水性添加剂易流失，造成膜在后处理和使用过程中亲水性不同程度地丧失综合以上两点，我们确定了本实验研究的内容： 1、考察不同亲水性添加剂对膜性能的影响 2、考察膜的保存方法对不同添加剂改性的膜的性能的影响 3、旨在通过比较，筛选出亲水性和亲水稳定性较优的添加剂。三．实验原理（一）膜分离膜分离技术是用半透膜作为选择障碍层、在膜的两侧存在一定量的能量差作为动力，允许某些组分透过而保留混合物中其他组分，各组分透过膜的迁移率不同，从而达到分离目的的技术，是一种属于传质分离过程的单元操作。膜可以是固态或液态，所处理的流体可以是液体或气体，过程的推动力可以是压力差、浓度差或电位差。膜分离过程有多种，不同的分离过程所采用的膜及施加的推动力不同。上表列出了几种

工业应用膜过程的基本特性及适用范围。与传统分离技术相比，膜分离技术具有以下特点： 1、在常温下进行有效成分损失极少，特别适用于热敏性物质，如抗生素等医药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩； 2、无相态变化保持原有的风味，能耗极低，其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3‐1/8； 3、无化学变化典型的物理分离过程，不用化学试剂和添加剂，产品不受污染； 4、选择性好可在分子级内进行物质分离，具有普遍滤材无法取代的卓越性能； 5、适应性强处理规模可大可小，可以连续也可以间隙进行，工艺简单，操作方便，易于自动化。（二）超滤膜超滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜。它的孔径为0.05μm~1nm。超滤膜的主要分离对象是胶体和大分子物质。主要机理有：1、在膜表面及微孔内被吸附（一次吸附）；2、溶质在膜孔中停留而被去除（阻塞）；3、在膜面被机械截留（筛分）。一般认为物理筛分器主导作用。超滤膜的结构有对称和非对称之分。前者是各向同性的，没有皮层，所有方向上的孔隙都是一样的，属于深层过滤；后者具有较致密的表层和以指状结构为主的底层，表层厚度为0.1微米或更小，并具有排列有序的微孔，底层厚度为200～250微米，属于表层过滤。工业

第二章超滤膜

第二章超滤膜超滤膜，是一种孔经规格一致，额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。在膜的一侧施以适当压力，就能筛出小于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2～20纳米的颗粒。超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一，在60年代超滤装置就实现 2.1 简介聚丙烯腈。英文简写PAN。由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。大分子链中的丙烯腈单元是接头-尾方式相连的。外观为白色粉末状，密度为1.14~1.15g/cm ，加热至220~300℃时软化并发生分解。 2.2 主要应用聚丙烯腈主要用于制造合成纤维(如腈纶)。用85%以上的丙烯腈和其他第二、第三单体共聚的高分子聚合物仿制的合成纤维。聚丙烯腈纤维的中国商品名。俗称人造羊毛。美国杜邦公司于20世纪40年代研制成功纯聚丙烯腈纤维（商品名为奥纶），因染色困难、易原纤化，一直未投入工业化生产。后来在改善聚合物的可仿性和纤维的染色性的基础上，腈纶才得以实现工业化生产。各个国家有不同的商品名，如美国有奥纶、阿克利纶、克丽斯纶、泽弗纶，英国有考特尔，日本有毛丽龙、开司米纶、依克丝兰、贝丝纶等。腈纶密度一般为 1.16～1.18克/厘米3，标准回潮率为1.0%～2.5%。纤维的特点是蓬松性和保暖性好，手感柔软，并具有良好的耐气候性和防霉、防蛀性能。主要用做人造纤维，俗称人造羊毛；制毛线、针织物（纯纺或与羊毛混纺）和机织物，尤其适宜作室内装饰布，如窗帘等。在材料学中常以聚丙烯腈为基体来合成多空材料，例如PAN基活性炭。可以用来制造超滤的材质很多，包括：聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚砜(PS)、聚丙稀腈(PAN)、聚氯乙稀(PVC) 等。90 年代初，聚醚砜材料在商业上取得了应用；而90 年代末，性能更优良的聚偏氟乙

血液净化用聚醚砜膜的改性研究

血液净化用聚醚砜膜的改性研究赵长生四川大学高分子学院，四川省成都市一环路南一段24号610065 本文将对血液净化用聚醚砜膜的改性进行讨论。首先，对聚醚砜膜的改性方法进行讨论，包括本体改性、表面改性和共混方法。其次，分别讨论了本体改性和聚醚砜膜表面接枝改性方法，包括表面接枝生物大分子如DNA和蛋白质。再次，主要针对共混改性方法进行讨论，包括直接共混亲水性共聚物、无规三元共聚物和两亲性三嵌段共聚物等。重点讨论改性膜的亲水性，抗蛋白污染性能、血小板黏附性能、抗凝血性能和细胞相容性。最后讨论改性聚醚砜中空纤维膜进行动物实验和临床试验研究结果。关键词：聚醚砜膜，血液净化，改性，血液相容性聚醚砜（PES）由于有着良好的耐氧化性、热学、力学性能以及良好的成膜性能而得到广泛应用，尤其是近年来在血液净化领域得到广泛应用，如血液透析、血浆分离等领域[1]。但是，聚醚砜的血液相容性并不是很理想，在血液净化过程中，通常需要加入肝素作为抗凝剂来防止凝血的发生。因此有必要对聚醚砜进行改性，以提高其血液相容性。 Figure 1. Synthesis of PES with different functional groups

聚醚砜膜的改性很多，主要包括本体改性、表面改性和共混方法。改性的目的是提高膜的亲水性，降低蛋白吸附（提高抗蛋白污染性能）、抑制血小板黏附性能、提高抗凝血性能和细胞相容性。（1）本体改性：主要包括磺化和羧基化。由于氯磺酸磺化时可带上反应性的磺酰氯基团，因此可进一步反应接枝其它功能基团，如图1所示[2]。 Figure 2. The process of BSA grafting. Figure 3. Synthesis of the PVP-b-PMMA-b-PVP block copolymers

酚酞型聚醚砜膜的制备与性能研究

内蒙古工业大学学报 JOU RNAL O F I NN ER M ON GOL I A 第25卷　第4期UN I V ERS ITY O F TECHNOLO GY V ol.25N o.42006 文章编号:1001-5167(2006)0420282205 酚酞型聚醚砜膜的制备与性能研究Ξ 汪　锰1,郑幸存2 (1.内蒙古工业大学化工学院,呼和浩特010051;2.浙江工业大学化材学院,杭州310014) 摘要:本文利用水相沉淀聚合法成功地合成了丙烯腈(AN)2(二丙烯酰胺基)2二甲基丙烷磺酸(AM PS)共聚物,然后将其作为添加剂制备酚酞型聚醚砜膜,并进一步研究了添加剂用量对膜通量,膜截留率以及膜形态的影响.研究表明,随着添加剂用量的增加(从0到5%),膜在100kPa下的水通量从230L m2 h r下降到125L m2 h r,对PEG35000的截留率分别从0.5528增加到0.75.另外,利用场发射电子显微镜观察了膜断面,发现随着PAN2co2AM PS含量的增加,膜表皮层逐渐变厚,指状孔逐渐减少. 关键词:水相沉淀聚合法;添加剂;膜形态与性能中图分类号:O641 文献标识码:A 0　引　言酚酞型聚醚砜(PES2C)是我国自行研发的一种相对新型的工程塑料.由于体积大、极性强的酚酞基团的引入使得这种“改性”的聚醚砜表现出了良好的热稳定性和机械稳定性.综合文献来看,磺化的酚酞型聚醚砜已经成功地作为膜材料制备气体分离膜〔1〕、燃料电池〔2〕、纳滤膜和超滤膜〔3〕等.然而,将其直接用作制备液体分离膜还鲜见报道.另外,目前液体分离用超滤膜和微滤膜大多采用浸没沉淀相转化法制备而来.但是经由该方法并不能同时得到所有期望的膜结构和膜性能.因此,国内外学者在对这一经典方法进行改善方面做了大量的工作,包括将溶剂蒸发〔4〕和退火(annealing)〔5〕等步骤引入膜制备过程,将特殊的化学反应耦合到铸膜液的相分离过程中〔6〕以及在铸膜液中或凝胶浴中加入添加剂〔7〕等等. 本文中将K2S2O82N a2SO3做为引发剂,水做为反应介质,利用水相沉淀聚合法制备了荷电高分子PAN2co2AM PS(如图1所示),然后将其作为添加剂用于制备酚酞型聚醚砜膜,并进一步探讨该添加剂对膜通量,膜截留率以及膜形态的影响. 图1　PAN2co2AM PS的合成路线 1　实验部分 Ξ收稿日期:2006207210 基金项目:内蒙古工业大学校基金(X200309) 作者简介:汪锰(1975～),男,讲师,硕士.