芳纶多孔膜的制备与应用研究

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芳香族聚酰胺作为一种合成高分子,由于其特殊的分子结构的刚性及分子间强的氢键作用,使得其具有耐高温、耐溶剂、高模量等优良性质,广泛应用于国防、造纸、汽车制造、纺织等技术领域,是一种优良的膜材料。本文采用对位芳纶(Kevlar)作为膜材料,通过溶液相转移法制备了多孔膜,研究了制膜工艺中各因素对于成膜的影响,同时考察了膜对于BSA的截留率和膜的耐温、耐溶剂性及机械强度。  采用强碱、DMSO加甲醇的溶剂体系分散Kevlar的宏观纤维成黑红色透明溶液作为铸膜液,AFM和SEM表征表明制备的溶液为直径为10nm左右,长度超过1um纳米纤维分散体。  研究了铸膜液浓度、添加剂量、添加剂的分子量、预蒸发时间、凝胶浴组成等对于膜结构和性能的影响。同时结合SEM、流量测定及BSA截留率对于膜的性能进行了表征。  结果表明,随着铸膜液浓度上升,流量快速下降,当浓度从5%增加到6%时候,流量从375.2 L/m2.h下降到146 L/m2.h;随着PEG-2000的量上升,流量先增加后下降,当PEG的量增加到分散体的40%时,流量达到878 L/m2.h,但膜的耐压力下降较多,在0.2MPa时即被压破;PEG分子量大小对于膜性能影响的考察表明分子量过大过小都不适宜作为致孔剂。  对于膜的耐热性能和耐溶剂性能研究表明,膜的热分解温度达到500℃,且在300℃以下能保持尺寸的稳定,同时膜在DMSO、NMP、DMF、DMAC、甲苯、甲醇等溶剂中浸泡15以上没有溶解,说明膜具有较好的耐溶剂性。同时对膜强度研究表明其拉伸强度达到27.3MPa,说明膜具有较好的强度。
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