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商品級聚酰亞胺耐(nài)溶劑超濾膜的研究
日期:2020-07-22  人氣:330

    以商品(pǐn)聚酰亞胺PI)為原料,采用相轉(zhuǎn)化法和化學交聯製備了交聯聚酰亞胺耐溶劑超(chāo)濾(SRUF)膜,分別考察了鑄膜液中(zhōng)的PI濃度、空(kōng)氣蒸發時間、刮膜厚度等因素對SRUF膜(mó)分離性能的影響,分析了各個因素對膜微觀結構的影響,表征了SRUF膜在交聯前後化學結構(gòu)的變化,並(bìng)考(kǎo)察了(le)膜的(de)耐溶劑(jì)性能(néng).結果表明(míng),最優的製(zhì)膜條件(jiàn)為PI質量分數20%,蒸發時間20s,刮膜厚度130μm,乙二胺交聯時間5h,此時(shí)PI超濾(lǜ)膜的純水通量可達790.5L/(m2·h),對牛血清蛋白(BSA)的截留率為84.6%.所製備的SRUF膜在DMF中浸泡60天後,截留率僅下降2%,在DMF、NMP、DMSO、THF中浸(jìn)泡3個月(yuè)後,膜麵沒有明顯變化(huà),說明該膜具有(yǒu)優異(yì)的耐有機溶劑性能。

    有機溶劑廣泛應(yīng)用於石油化工、食品、醫藥等領域,且種類多,使用(yòng)量大.有(yǒu)機溶劑傳統的分離(lí)和(hé)回收方法如蒸餾、萃取(qǔ)、吸(xī)收等,存在能耗大、溶劑損耗大、回(huí)收率低等缺點,且在回收、加工和再生處理過程中存在較為嚴重的二次汙(wū)染,因(yīn)此有機溶劑的(de)合理利用與回收(shōu)引起了人們的廣泛關注.與傳統的分離過(guò)程相比,膜分離技術常溫操作、能耗低(dī)、易(yì)於放大,在有機溶劑體係分離中(zhōng)有(yǒu)著廣闊的應用前景.超濾是一種應用較廣的以壓力為推動力的膜分離技術,以大分子與(yǔ)小分子的分離為目的.UF的操作壓力一般為0 ~ 0.5MPa,膜孔徑在2~50nm 之間,截(jié)留(liú)分子量(MWCO)在(zài)2000~500000之間.現有的商品UF膜(mó)在水溶液體係中具有(yǒu)很好的穩定(dìng)性和分(fèn)離性能,但在很多有(yǒu)機(jī)溶劑中易發生(shēng)溶脹或溶解,導致膜麵(miàn)嚴重汙染(rǎn)或者嚴重破損,使其應用範圍受限.近年來,人們逐漸認(rèn)識到膜技術在有機溶劑的分離方麵具(jù)有巨大的應用潛力.如近年來興起的耐溶劑納濾技術.基膜(mó)對於SRNF複合膜的穩定性(xìng)至(zhì)關重要,要求基膜具有(yǒu)良好的耐溶劑性.同時,與膜法水處理過程中使用UF膜作為預處理的(de)原理相似,在有(yǒu)機溶劑體係的膜法處理過程中往往也需要具有良好耐溶劑性能的(de)UF膜作為後續(xù)SRNF的預處理過程.與耐溶劑納濾膜相似,這(zhè)種具有耐溶劑性能、有機溶液體係分(fèn)離(lí)的超濾膜可稱為耐溶劑超濾膜。

    以商品聚酰亞胺為(wéi)原(yuán)料,采用相轉化法和化學交聯法製備了交聯PI SRUF膜,並對製膜條件和(hé)性能進行了研究,得出(chū)以下結論:

1、聚合物濃度對膜孔(kǒng)結構和膜分離性能(néng)有明(míng)顯影響.聚(jù)合物濃度越大,膜(mó)皮層越厚,通量越低.較優的PI質量(liàng)分數為(wéi)20%。

2、隨著空(kōng)氣中蒸發時間(jiān)的增加,截留率基本保(bǎo)持不變或略微(wēi)上(shàng)升(shēng),膜的(de)純水通量逐漸下降,SRUF膜的指狀孔逐漸減少、變(biàn)粗、排列(liè)疏(shū)鬆;當空氣蒸發時間增加到一定程(chéng)度後,指狀孔基本消失.較(jiào)合(hé)適的空氣蒸發時間為10~20s。

3、隨刮膜厚度的增加,膜的通量降低(dī),但截留率變(biàn)化較小.較優的刮膜(mó)厚度為(wéi)70~130μm。

4、經過交(jiāo)聯後的PI膜在DMF中浸泡60天,截留率下降僅(jǐn)為2%;在純的DMF、NMP、DMSO、THF中浸泡(pào)3個月後,膜麵(miàn)沒有明顯變化,說明(míng)所製備的PI SRUF膜具有優異的耐有機(jī)溶劑性能。


tags標簽: 聚酰(xiān)亞胺 超濾膜
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