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《非溶剂添加剂对聚芳醚砜酮复合膜气体渗透性能的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第27卷第5期膜科学与技术Vol.27No.52007年10月MEMBRANESCIENCEANDTECHNOLOGYOct.2007文章编号:1007-8924(2007)05-0022-05非溶剂添加剂对聚芳醚砜酮复合膜气体渗透性能的影响3富海涛,杨大令,张守海,杨永强,王宏琳,蹇锡高(大连理工大学高分子材料系,辽宁省高性能树脂工程技术研究中心,大连116012)摘要:以含二氮杂萘酮结构的聚芳醚砜酮(PPESK)为制膜材料,以硅橡胶为涂层材料,以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,采用干/湿相转化法,选用多种非溶剂添加剂(NSA),制备了中空纤维富氧膜.考察
2、了非溶剂添加剂对纺丝液体系热力学性质及最终膜性能的影响;研究了不同非溶剂添加剂在延长蒸发距离时对膜性能的影响.为了考察膜的耐热性,将膜的测试温度控制在70℃.结果表明,非溶剂添加剂种类对纺丝液体系的热力学相平衡性质和膜性能的影响显著;随非溶剂添加剂含量的增加,膜的气体渗透率增大,氧/氮选择性降低;增大蒸发距离,非挥发性添加剂与挥发性添加剂对膜性能产生相反的影响.该膜耐热性能良好,在70℃下仍具有较好的选择性.关键词:聚芳醚砜酮;气体分离;非溶剂添加剂;中空纤维膜中图分类号:TQ028.8文献标识码:A膜法富氧技术和深冷、变压吸附法等传统方法全芳环非共平面扭曲的分子链
3、结构赋予其既耐高温[4]相比,具有设备简单、操作方便、安全、启动快、规模又可溶解的优异综合性能.并且,这样的分子链[1]灵活、无环境污染等特点.这一新技术可广泛应结构使聚合物的自由体积增大,使其具有良好的渗用于医疗、冶金、化工等领域.该技术的关键是膜材透性和选择性,是一种理想的膜材料.本课题组已成料.目前商用的膜材料有聚砜、乙酸纤维素类聚合物功将这种材料制成了超滤膜、纳滤膜,实验证明,这等,但它们的耐热等级都不高.含二氮杂萘酮结构的种材料在耐高温分离领域体现出广阔的应用前[5-9]新型聚芳醚砜酮(PPESK,结构式如图1所示)是由景.本文采用干/湿相转化法,以PPE
4、SK为膜本课题组自行开发研制的一种耐高温特种聚合物材料,以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,选[2,3](玻璃化转变温度为263～305℃).PPESK中用多种非溶剂添加剂,制备了中空纤维富氧膜.图1PPESK结构式Fig.1StructureofPPESK收稿日期:2005-11-09;修改稿收到日期:2006-06-13基金项目:国家“973”基础研究计划项目(2003CB615700),国家“863”计划项目(2003AA33G030)作者简介:富海涛(1978-),男,辽宁抚顺人,博士研究生,电话:13795113405.3通讯联系人,0411-836
5、39223,〈jian4616@dl.cn〉©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第5期富海涛等:非溶剂添加剂对聚芳醚砜酮复合膜气体渗透性能的影响·23·离行为的影响具有显著的差异.如图2所示,水的相1实验分离曲线非常贴近PPESK-DMAc轴,对于1.1试剂和材料PPESK/DMAc/NSA体系,水是一种极强的非溶剂含二氮杂萘酮结构聚芳醚砜酮(PPESK),大连添加剂,与聚合物之间的相互作用参数值最大,与聚宝力摩新材料
6、股份有限公司;γ-丁内酯(GBL)、无合物的亲和性最差;相反,GBL的相分离曲线距离水乙醇、四氢呋喃、丙酸、DMAc均为市售分析纯试PPESK-DMAc轴最远,它是一种极弱的非溶剂添剂.硅橡胶为国外进口.用作添加剂的水为去离子加剂,与聚合物的亲和性相对较好.水,纺丝过程中的凝胶用水及洗涤用水均为经过精密过滤的自来水.1.2PPESK/NSA/DMAc三元体系凝胶曲线的测定分别配置一系列不同浓度的PPESK/DMAc溶[10]液,采用浊点滴定法分别测出相分离时PPESK/NSA/DMAc三组份的质量百分含量,在三角形坐标中绘制出相分离曲线.1.3中空纤维膜的制备利用自
7、制中空纤维纺丝装置纺制不对称中空纤维膜.在压力作用下使纺丝液从喷头挤出,经过一定空气间隙后,纺丝液进入外凝胶浴中成膜.待膜进行图2PPESK/DMAc/NSA体系相分离曲线溶剂交换后,取表面光滑无针孔的膜装入铝制封头Fig.2PrecipitationcurveofPPESK/DMAc/NSAsystem中,浇铸环氧树脂制成小型膜组件,进行涂层及膜性为了下文叙述方便,引入邻近比来表示纺丝液能评价.涂层采用浸涂法,即把膜组件浸入装有聚二中非溶剂添加剂含量的多少,也就是纺丝液组成靠甲基硅氧烷(PDMS)涂敷液的涂层装置中,浸润一[11]近相分离曲线的程度.邻近比的定
