聚砜超滤膜的制备及结构性能调控.pdfVIP

2010年10月 第四届中国膜科学与技术报告会论文集 ·219· 聚砜超滤膜的制备及结构性能调控 曹 圳，李潇飞，李 晶，黄小军+，徐志康 (浙江大学高分子科学与工程学系，高分子合成与功能构造教育部重点实验室，杭州310027) 摘要：在分析国外血液透析聚砜膜结构与性能的基础上，选择以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和 无机盐LiCl为添加剂，采用浸没沉淀相转化法制备聚砜膜．通过改变聚合物浓度、添加剂种类 及含量、初生膜空气置放时闽、凝固浴组成及温度等方法调控聚砜膜结构与性能．采用场发射 扫描电镜(FESEM)研究膜的形态结构，纯水通量和牛血清白蛋白(BSA)截留实验研究膜的渗 透分离性能．结果表明，添加剂和凝固浴等务件显著影响膜的形态结构和渗透分离性能；通过 优化铸膜液组成及工艺参数条件，可以制备出具有优异渗透分离性能、截面为海绵状梯度结 构、外表面具有微孔结构的聚砜膜． 关键词：聚砜；超滤膜；相转化法；结构与性能 聚砜由于其良好的化学稳定性、耐水性、耐热性、 相分离成孔．浸没沉淀相转化法[8]制备不对称膜是 尺寸稳定性，以及较好的成膜性和机械强度，在微滤、 反渗透、超滤、电渗析、气体分离、生物工程、医疗等方 由于操作简单，可用于制备各种形态的膜，因此成为 面得到了广泛的应用[1]，尤其适合应用于制备性能优 最常用的制膜工艺．浸没沉淀相转化法一般分为湿 异的血液透析膜，聚砜血液透析膜可以有效缓解肾病 法和干法，制备过程主要包括聚合物溶解，静置脱 对人体的威胁．近年来，制备具有良好的透析效果的透 泡，浇铸成膜，浸入凝固浴．在实际制膜过程中，可将 析膜引起了国内外学者的广泛重视通过对比研究国 干／湿法二者结合[9]：初生态膜首先经历一个溶剂的 内外聚砜膜发现，聚砜膜的透析性能主要取决于其截 蒸发过程，之后再将膜浸人凝固浴使溶剂与非溶剂 面与表面结构，优质聚砜血液透析膜截面呈海绵状结 进行交换，最终实现相分离． 构，并具有一定的密度梯度分布，且多孔表面皿33；相比 本文通过浸没沉淀相转化法制备聚砜膜，系统 之下，大部分国产聚砜膜截面呈指状结构且表面孔隙 性研究聚合物浓度、添加剂种类及含量、初生膜空气 率较低，这是阻碍国产聚砜膜推广应用的关键因素．因 中放置时间、凝固浴组成及温度等一系列制膜条件 而，制备具有梯度海绵状孔结构截面与多孔表面形貌 对聚砜膜结构与性能的影响，探讨最佳成膜条件；并 的聚砜膜成为改良国产聚砜膜现状的必要途径． 尝试从成膜原理上研究膜内部相分离速率与膜表面 目前聚合物分离膜的制备方法主要包括熔融纺 交换速率对聚砜膜截面与表面结构的影响规律，以 丝一拉伸法[4·5J、热致相分离法[6]和相转化法[川．熔期通过调控上述因素制备出具有梯度海绵状截面和 融纺丝～拉伸法(MSCS)是指聚合物在高应力下熔多孔表面的聚砜膜． 融挤出，后拉伸过程中聚合物材料垂直于挤出方向 1 实验部分 平行排列的片晶结构被拉伸成孔．热致相分离法制 备微孔材料是聚合物与高沸点小分子化合物在高温 1．1主要原料 下形成均相液态，降温过程中发生固～液或液一液 聚砜(PSu)，A．R，美国苏威；N，N一二甲基乙 收稿日期：2010-08—31 基金项目：国家自然科学基金资助项目；中央高校基本科研业务费专项资金资助(膜与水处理技术教育部工 程研究中心，KYJD09011) 作者简介：黄小军(1977一)，男。副教授，从事聚合物膜分离材料研究．(hxjzxh@zju．edu．cn) Ⅸ科{j挂术 酰眩(DMAe)．AR．同药集团化学试剂有限公司； 作ZS0 Nm址的吸光度，绘制标准曲线配制1¨ 聚已烯