聚芳醚砜酮耐高温超滤膜的制备及其性能优化研究

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为了改善聚砜(PSF)超滤膜耐热稳定性差,不能在高温下进行超滤分离过程的缺点,以及含二氮杂萘酮聚醚砜酮(PPESK)超滤膜刚性过强,柔韧性较差,单体不易获得且溶解性不好的不足。本论文通过引入两种双酚类单体研究了一种新型耐高温超滤膜材料——聚芳醚砜酮(PAESK)的合成条件,以及将其用于制备超滤膜的工艺条件,以期获得热稳定性优异且综合性能较好的超滤膜,用于高温条件下的分离处理。本论文采用双酚A (BPA)和双酚芴(BHPF)这两种双酚类单体,以及4,4’-二氟二苯甲酮(DFK)和4,4’-二氯二苯砜(DCS)作为四种原料单体,在无水碳酸钾作为缚酸剂的条件下,通过调节两种双酚类单体的摩尔比,经过亲核取代-缩聚反应,合成了一系列聚芳醚砜酮(PAESK)共聚物,通过红外光谱、氢核磁共振谱证实合成了预期的聚合物结构。考察了聚合时间与分子量及粘度的关系,确定反应时间为6.5h时获得分子量较高且粘度适中的共聚物。通过对共聚物热性能的分析,当双酚A与双酚芴的摩尔比为1:2时合成的共聚物热稳定性能较优异,玻璃化温度可达到295℃且失重5%和10%时的温度分别为514.60℃和532.70℃。所合成的聚芳醚砜酮共聚物在常见的有机溶剂中具有较好的溶解性。将合成的共聚物和添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶于溶剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中,采用浸没沉淀相转化法,通过调节铸膜液不同组分的配比,挥发时间,凝胶浴温度等工艺参数,制备出白色且有一定柔韧性的聚芳醚砜酮超滤膜。对膜的纯水通量、牛血清蛋白溶液截留率、膜水含量和接触角,以及热性能测试分析证实这种膜材料不仅渗透性能和亲水性较好,而且还具有优异的热稳定性。
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