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含二氮杂萘酮结构聚芳醚腈酮(PPENK)由本组研制的二氮杂萘联苯类双酚(DHPZ)、二氟二苯酮(DFK)和二氯苯腈(DCBN)共聚制得,具有高的玻璃化转变温度,良好的溶解性、成膜性、亲水性、机械性能和化学稳定性,是合适的超滤膜材料。 本论文以PPENK为膜材料,N-甲基吡咯烷酮(NMP)为制膜溶剂,水为凝胶剂,选用聚乙二醇(PEG-400)、乙二醇(EgOH)、正丁醇(BuOH)、乙醚(Ether)、一缩二乙二醇(DegOH)、乙二醇甲醚(EGME)等6种有机添加剂和一种无机盐硝酸锂作为铸膜液添加剂,系统研究了这些添加剂对PPENK超滤膜制备及其性能的影响作用规律,制备了具有不同平均孔径、不同水通量和截留性能的新型聚芳醚腈酮超滤膜。结果表明,非溶剂添加剂对膜性能的影响不是以绝对量来表征的,而是以铸膜液组成靠近相分离曲线的邻近比a来表征。此外,详细考察了聚合物浓度、凝胶浴温度、停留蒸发过程等对超滤膜性能的影响。考察了停留蒸发过程对PPENK超滤膜性能的影响,发现在不减小超滤膜通量的前提下,合适的停留蒸发时间和温度(240~330s,80~100℃)有助于制备出连续无缺陷、高截留率、高通量的高质量超滤膜。0.1MPa下,所制得超滤膜,纯水通量在1083L·m-2·h-1~129L·m-2·h-1之间,对达旦黄截留率介于24%~99%,平均孔径在33nm至96nm之间,超滤膜截留率越高,通量相对就低。超滤膜对多种染料具有良好的截留性能,用于染料脱盐精制显示了良好的效果。研究了PPENK超滤膜对牛血清白蛋白的抗污染性能,结果表明,其抗污染性优于由传统商用PSf制备的超滤膜。将超滤膜用于0.2g/L的PAGSD-2染料溶液截留实验,操作温度从14℃升至97℃,超滤膜通量从162L·m-2·h-1增加到420L·m-2·h-1,是原来的2.6倍,而截留率变化不大(99%以上)。 由双酚A(BPA)、DHPZ和DCBN共聚制备的共聚聚醚腈(PPBEN)是本组开发成功的另一特种工程塑料,与PPENK相比,具有价格低廉,韧性好等优点。本文以PPBEN为膜材料,NMP为溶剂,水为凝胶剂,系统研究了聚合物浓度、添加剂种类和含量、凝胶浴温度以及停留蒸发等因素对PPBEN超滤膜性能的影响,成功制备了一系列的PPBEN超滤膜。0.1MPa下,超滤膜水通量介于18.4L·m-2·h-1~292L·m-2·h-1之间,对PEG20000截留率最高为75%,对达旦黄截留率可达96%。 本文从四个方面系统研究了四个含二氮杂萘酮结构系列共聚聚芳醚膜材料化学结构和膜性能之间的关系。四个共聚物系列为:PPBEN,由BPA、DHPZ和DCBN共聚制得;共聚聚芳醚砜(PPBES),由BPA、DHPZ和4,4’-二氯二苯砜(DCS)共聚制