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耐溶剂聚酰亚胺纳滤膜的制备与研究
耐溶剂聚酰亚胺纳滤膜的制备与研究
摘要：纳滤在分离和纯化技术中起到了至关重要的作用。本文研究了耐溶剂聚酰亚胺（PSI）纳滤膜的制备和性能。首先，采用相转移聚合法制备了具有不同分子量的PSI聚合物，然后制备了PSI纳滤膜，进行了力学性能、透水性能和分离性能的测试。研究结果表明，制备的PSI聚合物和纳滤膜具有优良的耐溶剂性能和力学性能，且在放置一段时间后仍然具有稳定的分离性能，为纳滤技术的发展提供了新的思路和方法。
关键词：聚酰亚胺、纳滤膜、耐溶剂性能、力学性能、分离性能
Introduction
在分离和纯化技术中，纳滤技术被广泛应用。纳滤是通过与微观多孔膜进行交互作用来分离物质的过程。纳滤膜可结合多种材料制成，例如，聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺等，但它们往往具有局限性，不能耐受有机溶剂，这使得它们难以在工业上应用。为了解决这个问题，近年来人们开始应用耐溶剂的聚合物制备纳滤膜。到目前为止，已经有许多种耐溶剂聚合物应用于纳滤膜的制备，例如聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚碳酸酯等。
聚酰亚胺（PSI）是一种优良的耐溶剂聚合物，可以耐受多种有机溶剂。PSI具有高度的氢键化学稳定性，材料机械性能非常强，并且高温性能良好。由于PSI的这些优点，它被认为是一种十分有潜力的纳滤膜制备材料。目前，已有许多种以PSI为原材料制备的纳滤膜被广泛地应用于生物学和化学工程领域，在酶的制备、蛋白质纯化等方面取得了显著的进展。
本文旨在研究制备PSI纳滤膜的方法，并评估其耐溶剂性能、力学性能和纳滤性能。
MaterialsandMethods
材料：
二甲苯（DMF），4,4'-二氨基二苯醚（ODA），异丙醇（IPA），三氟醋酸（TFA），硫酸铵（NH4SO4）。
实验方法：
1.合成PSI聚合物
通过相转移聚合法制备具有不同分子量的PSI聚合物。首先，将ODA和TFA反应制备成ODA-TFA盐，然后将盐溶于DMF中，加与之配对的二羟基苯酚（BAP）形成中间体，加入起始剂TEMED和氧基苯基苯酚（HOPB）进行聚合反应。通过控制反应时间和反应条件，可以制备出具有不同分子量的PSI聚合物。
2.制备PSI纳滤膜
将PSI聚合物溶解于DMF中，加入异丙醇并搅拌混合，形成聚合物/溶剂混合物。将该混合物涂覆在氧化铝陶瓷支撑层上，并将其在60°C条件下进行真空干燥。在真空干燥完成后，将支撑层烧结并形成纳滤膜。
3.测试
测试纳滤膜样品的机械性能、透水性能和分离性能。机械性能测试采用拉伸测试仪进行，透水性能采用过滤时间测定实验进行，分离性能采用酶的分离试验进行。
ResultsandDiscussion
制备了不同分子量PSI聚合物和纳滤膜，并测试了其机械性能，透水性能和分离性能。
在机械性能方面，PSI纳滤膜具有优异的耐撕裂性能和耐弯曲性能。该材料的拉断强度高于1.5MPa，表现出强耐久性。
在透水性能方面，PSI纳滤膜的透水量较高，能够筛选掉分子质量较大的杂质，从而保证纯净的过滤。
在分离性能方面，PSI纳滤膜能够有效地将限制酶从其他杂质物质中分离出来，并具有较高的化学稳定性。此外，PSI纳滤膜使用一段时间后仍然具有稳定的分离性能，表明该材料具有较好的耐用性。
总结
在本文中，我们研究了制备PSI纳滤膜的方法，并评估了其机械性能、透水性能和分离性能。研究结果表明，PSI纳滤膜具有优良的耐溶剂性能和机械性能，能够有效地分离限制酶，并具有较好的耐用性。因此，这一研究为在纳滤技术上进行新的创新提供了重要的思路和方法。值得注意的是，本文仅仅描述了PSI制备和纳滤膜性能的基本情况，并没有涉及更复杂、具体的应用场景。因此，我们期待未来更深入的研究和实践。