气体分离复合膜的聚丙烯腈支撑底膜的制备与表征
作者:王连军1,李杨1,胡义2,孙健2,李泰胧2,吕权2,李恕广2
单位: 1. 大连理工大学,大连 116024;2.大连欧科膜技术工程有限公司,大连116035
关键词: 聚丙烯腈;海绵孔;添加剂;膜制备;表征
分类号: TQ028.8
出版年,卷(期):页码: 2015,35(2):48-52

摘要:
本文采用相转化法,以聚丙烯腈聚合物为制膜材料,研究了聚合物的浓度、凝胶浴温度、挥发时间及各种添加剂对膜结构和性能的影响。采用扫描电子显微镜、凝胶渗透色谱等手段对底膜进行了表征。结果表明:采用增加聚合物的浓度、降低凝胶浴温度或加长挥发时间,以及在一定范围内增加添加剂H2O、ZnCl2和正丁醇含量等方法,都可以明显改变膜性能,使膜断面由大空腔结构趋向海绵孔结构。制备了具有海绵孔断面结构的,用作气体分离复合膜底膜的PAN超滤膜。
In this study, Polyacrylonitrile (PAN) was used to prepare the substrate membrane with sponge-like cross section for gas separation composite membrane. The influences of polymer concentration, temperature of coagulation bath, evaporation time and introduction of additives on membrane performance were investigated by Scanning Electron Microscopy and Gel Permeation Chromatography. It indicated that increasing polymer concentration, evaporation time, amount of additives (H2O, ZnCl2 and 1-Butanol) and decreasing temperature of coagulation bath, were all effective methods to regulate the membrane performance and obtain the membrane with sponge-like structure.

基金项目:
国家自然科学基金重点项目(21034001) 国家科技支撑计划项目(2013DAH03B01)

作者简介:
王连军(1972-),男,辽宁抚顺人,高级工程师,主要从事高分子制备及应用研究。

参考文献:
[1] 马艳勋,任吉中,李恕广.气体分离复合膜制备中材料匹配和孔渗现象的研究.[J].膜科学与技术,2001,21(1):35-38。
[2] 郭勇,师培伦,杨立明.聚砜中空丝支撑膜结构及性能的研究.[J].膜科学与技术,1997,17(6):47-50。
[3] 葛继均,崔永芳.聚丙烯腈中空纤维膜的研究.[J].水处理技术,1997,23(5):249-253。
[4] I–C Kim,H–G Yu,K-H Lee.Preparation of asymmetric polyacrylonitrile membrane with small pore size by phase inversion and post-treatment process . [J].J Membr  Sci,2002,199:75-84。
[5] N Schamagl,H Buschatz. Polyacrylonitrile (PAN) membranes for ultra and microfiltration. [J].Desalination,2001,139:191-198。
[6] 时钧,袁权,高从锴. 膜技术手册[M].北京:化学工业出版社,2001,1(1):489-491。
[7] Broens L,Koenhen D M,Smolders C A. On the mechanism of formation of asymmetric ultro and hyper - filtration membrane. [J ]. Desalination,1977,22 :205-219。
[8] 何涛,江成璋.聚醚砜微孔膜制备中非溶剂添加剂作用的研究.[J].膜科学与技术,1998,18(3):43-48。
[9] 李战胜,李恕广,江成璋.浸入凝胶法聚合物膜形成机理的研究现状.[J].膜科学与技术,2002,22(2):29-36。
[10] 王连军,李恕广,江成璋.PES制膜体系亚层形成的研究.[J].膜科学与技,2001,21(3):16-20。
[11] Cho S H,Park J S,Jo S.Metal Influence of ZnCl2 on the structure and mechanical properties of poly(acrylonitrile)fibers. [J].Poly Int,1994,34:333-337。
[12] 王保国,孙洪亮,蒋维钧.添加剂对PAN中空纤维超滤膜影响规律研究.[J].膜科学与技术,1997, 17(4) : 46-50。
[13] 侯太平,杨兰娜,王志余,等.聚砜铸膜液体系有机添加剂作用规律的研究.[J].水处理技术,1990,16(5):360-367。
[14] J-H Kim,K-H Lee.Effect of PEG additive on membrane formation by phase inversion. [J].J Membr Sci,1998,138:153-163。
[15] 许其军,王彬芳,张慰盛.聚丙烯腈超滤膜成膜工艺的研究.[J].化学世界,1992,8:118-122。
[16] 杨森,刘忠洲. CaCl2 对聚丙烯腈超滤膜性能的影响.[J].膜科学与技术,2004, 24(3):20-22。
[17] Sen Yang,Z.L.Preparation and characterization of polyacrylonitrile ultrafiltration membranes .[J].J Membr Sci,2003,222:87-98。
[18] T Godjevargova,V K,A Dimov.Preparation of an ultrafiltration membrane from the copolymer of acrylonitrile-glycidylmethacrylate utilized for immobilization of glucose oxidase.[J]. J Membr Sci,1999,152:235-240。
[19] Stoiko Petrov,A D,Stolank Petrova, Penka Petkova.Preparation of polyacrylonitrile ultrafiltration membranes from polymer solutions containing glycerol.[J].J Membr Sci,1991,64:183-187。
[20] Li S G,Boomgaard T van den,Smolders C A,et al.Physical gelation of amorphous polymers in a mixture of solvent and nonsolvent.[J]. Macromolecules,1996,29(9):2053-2059。

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