聚砜类微孔膜的制备 结构控制与应用

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1、摘要可以。本文提出聚合物能否用于制备蜂窝状微孔膜取决于聚合物在溶液一水界面的吸附行为。聚合物在溶液一水界而的吸附行为与溶液／水的界面张力密切相关，若聚合物的浓度增加，界面张力减小，则为正吸附；若聚合物的浓度增加，界面张力增大，则为负吸附。本文认为，只有能在溶液一水界面正吸附的聚合物才可能形成稳定的界面膜。水滴被包裹在界面聚合物膜中，相互之间因不能接触而无法聚结，最终形成蜂窝状微孔膜。通过对Udel3500，1700PSF，PGA—PLA，PPESK，PC及自行合成的含羧基侧基的聚砜的氯仿溶液与水的界面张力的测量结果发现，Ude

2、l1700聚砜在氯仿／Th界面的吸附量几乎为零，而PC在氯仿，水界面为负吸附，均不可能形成稳定的界面膜，因此无法用高湿度诱导法制备出蜂窝状微孔膜；而其余四种聚合物则为正吸附，符合本文关于能在溶液／水界面正吸附的聚合物才可能制备蜂窝状微孔膜的观点。通过对界面吸附量大小及对放置了约30日后的Udel3500聚砜／氯仿溶液能制备出规整度更高的蜂窝状微孔膜的现象的分析认为界面膜的紧密程度是蜂窝状微孔膜高度规整的决定因素。用聚砜的氯仿溶液制备出了表面、内部均具有规整排列的蜂窝状微孑L的膜。通过对水滴随Marangoni效应在溶液表面和内

3、部的运动情况的分析，以及对水滴处于何种位置(漂浮在溶液表面或位于溶液中)时体系Gibbs自由能减小程度最大的计算解释了聚砜／氯仿体系能制备出多层蜂窝状微孔膜，而以二硫化碳做溶剂则可以制备出单层或者多层蜂窝状微孔膜的机理。另外，本文还进行了用于膜蒸馏过程的聚醚砜[Poly(ethersulfone)]微孔膜的疏水化改性研究。采用等离子体聚合法，以全氟正己烷对聚醚砜微孔膜进行等离子聚合表面改性，表面水接触角达1200。将该膜用于真空膜蒸馏淡化模拟海水时，脱盐率达99．99％，膜蒸馏通量达4530ml／m2．h。在雷诺数较小的情况下

4、，膜蒸馏通量仍接近于PP中空纤维微孔膜。关键词聚砜，高湿度诱导技术，蜂窝结构，多孑L膜，多层孔，疏水改性，膜蒸馏IIAbstractAbstractHighhumidityinducedprocessisanemergingmethodforpreparingporousmembraneswithregularstructure．PolymersweredissolvedinvolatilesolventandcastOntoasubstrateinahumidatmosphere，waterdropletscondensed

5、ontothecoolsurfaceinducedbytheevaporationofthevolmilesolventandarrangedintoahoneycombpatterrl，缸thesametime，waterdropletsactedasthetemplatearoundwhichthepolymerassemble．Afterthesolventevaporated,amembranewithquiteregularhoneycombporesWasformed．Toexploretheroutetocont

6、rolthestructureofthemembranes，itWasaimedtorevealthemechanismofthisprocessinthispaper．Inthispaper,regularhoneycombmembraneofsulfonepolymerswithmicron-sizedcells(1-51．tm)bothonthemembranesurfaceandinsidethemembranewerepreparedbycastingthepolymersolutioninchloroformina

7、natmopherewithhigllhumidity．Theporesizesonthemembranesurfacewerequiteuniform．Poresindifferentsizecouldbeobtainedbychangingthehumidity,theconcentrationofthesolutionandthemolecularweightofthepolymer．Theporesizeincreasedwiththehumidity．Astheconcentrationofthecastsoluti

8、onincreased，theporesizeofthefilmdecreasedandtendedtochangefromckcularintohexagoninshape．Inthesameweightconcentration,theporesizeincreasedw