聚砜膜的制备及其性能研究.doc

聚砜膜的制备及其性能研究王建琴【摘要】：聚砜膜由于具有优良的渗透性、耐温性、耐溶剂性和较高的机械性能等优点在超滤、微滤、反渗透、醇/水分离、烯烃/烷烃分离、气体分离、血液透析等方面得到了广泛的应用。本论文主要研究了聚砜平板膜、中空纤维膜的制备与结构性能调控。在分析国内外血液透析膜结构的基础上以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、水、聚乙二醇(PEG)为添加剂采用浸入沉淀相转化法制备聚砜平板膜和中空纤维膜。通过改变聚合物浓度、制膜液温度、添加剂种类、添加剂含量、空气间隙等方法调控膜结构。实验发现添加剂和空气间隙这两者对膜结构的影响较大添加剂含量越大膜截面海绵状越明显;空气间隙增大外表面孔也增大但有一极值。以膜的水通量、BSA截留率、扫描电镜(SEM)、膜的拉伸强度、断裂强度等表征了聚砜膜的结构和性能。得出了制备具有优异性能、截面为海绵状结构、外表面具有高孔隙率的聚砜膜的成份配比及工艺参数。在聚砜含量20%PVP含量10%PEG-800含量12%凝固浴为水、温度30℃空气间隙30cm的条件下制备出纯水通量达100L/h·m~2以上截面为海绵状、外表面为高孔隙率的聚砜中空纤维膜。另外为了在聚砜膜表面进行脂肪酶的固定化采用静电纺丝法来提高膜的比表面积制备了纳米(或亚微米)尺寸的聚砜纤维复合膜。考查了不同工艺条件(电压大小、溶液流速、喷丝头到接收屏的距离等)、不同添加剂以及添加剂浓度以及不同的后处理方法对纤维形态结构的影响。以SEM表征纤维表面形态及纤维的直径。发现溶液流速增大、接收距离减小、添加剂浓度增加都会使纤维直径变大;电压大小及后处理都会对纤维形貌有一定影响。研究了脂肪酶活性在不同温度、pH值条件下的变化以及固定化脂肪酶的热稳定性发现与自由态的脂肪酶相比吸附固定化的脂肪酶活性最大值向低pH值方向偏移最适温度提高了将近10℃而热稳定性也有了较明显的提高。【关键词】：聚砜相转化超滤膜中空纤维静电纺丝酶固定化脂肪酶【学位授予单位】：浙江大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2006【分类号】：TB43【DOI】：CNKI:CDMD:2.2006.046115【目录】：第一章绪论7-261．1前言71．2聚砜膜的研究现状7-241．2．1聚合物膜的制备方法7-81．2．2相转化法制备聚砜膜8-91．2．3聚砜膜的结构调控9-201．2．3．1聚砜浓度对膜的结构调控10-111．2．3．2制膜液温度对膜的结构调控11-121．2．3．3添加剂对聚砜膜结构的调控12-181．2．3．4凝固浴组成对聚砜膜结构的调控18-201．2．2静电纺丝制备聚砜膜20-221．2．2．1静电纺丝的历史发展过程201．2．2．2静电纺丝的过程、影响因素及实例20-221．2．3聚砜膜的应用22-241．2．3．1混合物(液体、固体)分离221．2．3．2气体分离22-231．2．3．3血液透析23-241．3课题的提出24-261．3．1课题提出241．3．2研究内容24-251．3．3本课题的意义25-26第二章聚砜平板膜的制备与结构表征26-452．1前言262．2实验部分26-292．2．1实验原料与仪器26-272．2．1．1实验原料26-272．2．1．2实验仪器272．2．2聚砜平板膜的制备272．2．3聚砜膜的表征27-292．2．3．1水通量27-282．2．3．2牛血清清蛋白截留率的测定282．2．3．3扫描电镜分析282．2．3．4力学性能的测试28-292．3结果与讨论29-452．3．1添加剂种类及含量对聚砜膜结构及性能的影响29-352．3．1．1聚乙烯吡咯烷酮的种类及含量对膜结构和性能的影响29-352．3．2非溶剂添加剂水对膜结构和性能的影响35-362．3．3聚乙二醇(PEG)的种类及含量对膜结构和性能的影响36-442．3．3凝固浴温度对膜结构及性能的影响44-45第三章聚砜中空纤维膜的制备与结构表征45-583．1前言453．2实验部分45-473．2．1实验原料与仪器45-463．2．1．1实验原料453．2．1．2实验仪器45-463．2．2聚砜中空纤维膜的制备463．2．3聚砜膜的表征46-473．2．3．1水通量463．2．3．2扫描电镜分析46-473．2．3．3力学性能的测试473．3结果与讨论47-583．3．1聚砜浓度对聚砜膜结构及性能的影响49-513．3．2添加剂种类及含量对聚砜膜结构及性能的影响51-543．3．2．1非溶剂添加剂水对膜结构和性能的影响51-533．3．