聚砚超滤膜的研究

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1、聚砚超 滤膜的研究?韩式荆刘廷惠吴开芬 徐永生王国 仪李书中?中国科学院环境化学研究所?制备超滤膜的聚合物材料,目前国外主要应用的 有醋酸纤维素、聚酸胺和 聚枫?国内使用较多的是醋酸纤维素膜,这种膜适用的?范围 较窄?约?一?,不 耐化学和 生物侵蚀?聚枫是? ?年代后期出现 的一种耐高温、耐酸碱、化学稳定性高、耐生物侵蚀的工程塑料?西村正人等山曾以此 种材料用?一甲基叽咯烷酮为溶剂,制成截留分子量为? ?,? ?,透水性较好? 毫升? 平方厘米小时?的超滤膜? ? ? 等切研究了影响聚枫支撑膜孔径 的因素?目前国外虽已有不同规格的聚枫超 滤膜做为商品 出售阎,但对制备 过 程的 公开报导较少

2、?本文 以国产聚枫为 原料,研究了铸膜液组成和铸膜条件对超滤膜性能的影响?并在此基础上制成外压管膜,初步应用于废显影液的除胶体回收使用,取得较女 子 的效果? ? ,湿度低于? ? 务?将铸膜液?一般聚讽浓度为? ?多,添加 剂浓度?务?倒在抛光玻璃板上,制成膜液薄 层,待蒸 发?一,秒钟后,漫人? ?凝 固浴?水?中,凝胶成膜?膜性能评价一膜的透水速度在? ?澎压力下,肘燕馏水测 定,按下式计算?透水速度?毫升? 平方厘米小时?透水量 ?毫升?膜有效面积?平方厘米?透水 时间?小时?截留率是用一定浓度的 蛋 白质溶液,测 其原液及滤液的光密度值?用紫外分 光光度计?按下 式计算?表观截留率?

3、外?速鱼互 蜜皇二童叠 丛立重蜜里? ?原液光密度实验部分一、制膜用主要 原料聚讽?上海天 山塑料厂生产,特性粘数? ?结构式? 十督一甲一?少一公一?一 瞥一十二、制膜及评价方 法?铸膜液?以聚讽、二甲基 甲酚胺和不同的添加剂按不同重量分数 组成 三元铸膜液体系?制膜?在恒温恒湿箱内?温度一般为实验结果与讨论一、铸膜 液 中聚矾浓度的影响?铸膜液中聚合物浓度是影 响膜性能的主要 因素之一为了观察聚枫浓度对膜件熊的 影响,分别以乙二 醇 甲醚和 聚乙烯毗咯 娜酮为添 加剂,进行了 聚讽浓度变化 的条件试验,结果见图?图?表明? 透水速度随聚讽浓度增高而明显下降? ?截留率在聚枫浓度小于? ?呢

4、时,随聚枫浓度增高而增加,当聚碾浓度大于?,? 时,截留率随聚枫浓度变化不大?这说明聚枫浓度小于? ? 时,膜平均孔舞随聚讽浓度增高而减小,聚讽浓度大于? ?矛时,?覃武峰同志参加部分工作? 咯? 表?添加剂种 类对膜性能的影响 甲尸甲甲了下盲石着丁育赢毒毒万 添加剂种类、用量?不毫 升?平有?一了二二二, ?讼丫?二”? 舀王、?阅与?,占?亡卜川上亡 目? 趁丝刁之?月、。?夕?疑拭曰?占夕已内 ?一一卜丁,一?已?无?”?了 吕?,丁酮,”? ? ?。萝乙二醉甲醚,“?“?“,?,聚乙烯吸咯烷酮”? ? ?”?聚乙二醇一斗? ?,“? ? ? ?”? ?膝肥振表?丁酮浓度对膜性能的影响厂

5、赢速度?表观截曹率漪丁酮浓度?毫升?平方? 浮兰男翌卜遭塑一?全卫里燮遭里 一篇?一卜一兰一一阵兰生一?一牛一 一止止?卜止生一卜一?生?一华一 一止止一?止生一? ?二匕?卜一牛一一二兰一阵尘?阵华?阵典一 ?了?”? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?叨?聚乙烯毗咯烷酮?一一一兮? 一一 ?。?一?一 ?一尸尸一? 乙二醇甲醚?井袱清一? ? 今久? ?并 ?肥“蛋 白? ?橄口牛血清 自蛋白、? ?表?乙二醉甲醚浓度对膜性能的影响? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?,?,山,?,上? ?护狼穿?臀喇? 一?一?上一 一?一一?一一一二习

6、? ?聚讽浓度?图?聚讽浓度对膜性能的影响膜孔隙率随浓度增高而明显降低?这是因 为浓度愈高,形成 的膜中聚合物充填密度愈大,形成的膜愈撒密 的缘故?二、铸膜液 中添加剂 的种类和浓度的影响为了考察添加剂对膜性能的影响,我们选择 了几种常见 的聚枫溶剂、溶胀 剂及非溶剂,如丁酮、二氧 六圆、四氢映喃、乙二 醇 甲醚、聚乙烯毗咯烷 酮川、聚乙二醇等进行了实验,发现二氧六 圆、四氢吠喃不适于做为添 加剂,其它几 种添加 剂的实验结果列于表?、?、?、?由表?可以看 出?不加添加剂或以丁酮? 聚枫的溶胀 剂? 为添 加剂时,膜的透水速度均较低?以乙二 醇甲醚、聚乙烯叽咯烷酮、聚乙二醇?均为聚枫的非溶剂

7、 ? 为添加剂时,截留率相近,而透水速度显著增大?这说明后三 种添加剂可使膜的 孔隙率显著增高,是较乙二醇甲 醚 浓度,? ? 透水速度表观截留率? ?毫升?平方 厘 米小时?糜蛋白牛血 清白蛋白? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?勺? ? ?表?聚乙烯处?咯烷酮浓度的影响 二万万石飞氛聂丁一簇慕瘾鼠芬尸一 聚乙烯毗咯烷?,坐少声坦圣? ?叭明琳田甲?了刃酮浓度? ? 健 纽吮了 叉百、?。二?、 二?二?二? 刚洋民、了?厘米小时?

8、 ?糜蛋白?牛血清白蛋白? ? ? ? ? ? ?】?”?为有效 的添加剂?其中用 乙二醇甲醚为添加剂 制成 的膜强度较其他为好?由表?、表?、表?可 以看出?改变添加剂 用量,对膜孔径无明 显影响,只影响孔隙率而使透 水速度不同?对 乙二醇甲醚来说,用量以?或?多以上为宜?而对聚乙烯毗咯烷酮来说,从?关到?务性能几乎无变化,说明?外即可满足要求?三、蒸发温度和 蒸发时间的影响蒸发温度和蒸发 时间直接影响溶剂蒸发表?蒸发温度对膜性能的形响 呼度?孟毓奖群类森矛卜去缨蟀夔烹一又少?,?,少夕 习少终?、?、产塑僻玉声哭?,?,多少又塑 ?乙? ?衣酒光做用三笋 ?坚竺毕暨二望阵吧燮望哩竺二?壁塑

9、兰暨竺竺塑军暨燮翌迫暨兰 理阵一华一一阵一竺一一?尘生一一一?仁一止兰一?一一兰卜一一兰一一一?一一一二资一一? 卜一一竺一一一阵一兰一一 一一二址一一?华一一阵一斗一一阵一止兰一一一?一一兰一一”? ?只? 卜?”?”卜? ?表蒸发时间对膜性能的影 响透透水速度度表观截留率? ? ?透水速度度表观截留率? ? ? ? ? ?毫升?平方方方方方方方方方方方方方?毫升?平方方方方方方方方方方方方方 厘厘米小时? ? ?糜蛋白白牛血清白蛋白白厘米小时? ? ?糜蛋白白牛血清白蛋 白白? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?一? ? ? ?

10、? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? !?斗斗斗斗? ? ? ? ? ? ? ? !? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?乡? ? ? ? ? ? ? ? ?不不透水水不透水水? ? ?不透水水不透水水书飞货碧卿速度和数量,因此也是影响膜性能的主要铸膜条件,实验结果列于表?,表?由表,看出,蒸发温度在? ?一斗?范 围内,膜性能几乎不变,这可能是蒸发时间较短?一?秒 ?,溶剂沸点较高,溶剂蒸发数量变化不显著的缘故.由表6可以看出,随着蒸发时 间增长,透水速度明显下降,截留率变化不大.这说明蒸发时 间增长,平均孔 径几

11、乎不变,而孔隙率明显降低.以乙二醇甲醚为添加剂时,蒸发时间以小于3 0秒为宜.以聚乙烯毗咯烷酮为添加剂时,蒸发时 间小于6 0秒为宜.四、凝固浴温度的影响凝 固浴温度也是影响膜性能的主要铸膜条件之一以水做凝 固介质,观察了二 种添加剂体系凝固浴温度变化对膜性能的影响,结果见图2.厂厂一-一-一丁一。一一一一 一一一万万. . .二二0尸尸 尹尹尹- - - 一。乃叼尸: : :二二/广“糜茹_ _ _。牛怕L清 自蛋白白8 8 8%乙二醉甲醚醚. . .,. . .凝固浴温度图2凝固浴温度对膜性能的影响由 图2可见,改变凝固浴温度,膜性能变于膜性能受凝固速度(沉淀速度)的影响,而化较大.对两

12、种添加剂体系,透水速度皆随凝 固速度又 取决于溶剂从铸膜液中流出的 速凝固浴温度升高而急 剧增加,以乙二醇甲醚度和水渗人膜中速度.这两个 速度皆与温度为添加 剂时,截留率随温度升高变化不大,而有关,因此凝 固浴温度是决定膜结构和膜性以聚乙烯毗咯烷酮 为添加剂 时,糜蛋白酶的能的重 要 因素之一截留率随凝 固浴的温度升高而降低.这说明五、环境湿度的影响前一体系随凝 固浴温度升高,平均孔径变化聚枫一二 甲基甲酸胺铸膜液对湿度比较不大而孔隙率 明显提高.对后一体系,随凝敏感,表7列 出了环境湿度对膜性能的影响.固浴温度升高,平均孔 径有所增大.这是由由表7可见,环境湿度高至朽 多 时不能表7环境湿度

13、对膜性能的影响膜外观环境湿度(%)透透水速度度表观截留率(%) ) )透水速度度表观截留率(% ) ) ) ( ( (毫升/平方方方方方方方方方方方方方(毫升/平方方方方方方方方方方方方方 厘厘米小时) ) )糜蛋白白牛血清 白蛋白白厘米小时) ) )糜蛋白白牛血清白蛋白白9 9 95 5 582 2 298 8 8110 0 08O O O99 9 98 8 83 3 38l l l l l109 9 976 6 697 7 7匀平不匀不平制 出平整而又均匀的膜,容易产生大孔,出现泄 漏.环境湿度低于3 0多,可以制 出外观平整、均匀、性能较好 的膜.六、膜厚 度 对膜 性能 的影响,为 了

14、观察膜厚度对膜性能 的影响,制 备了不 同厚度的膜,结果见表8.由表8可见,膜厚度增加则透水速度下降,截留率几乎不变.为了保持较高的透水速度,厚度应小于10 0微米,但膜太薄则强度低,一般在6 0一10 0微米为宜.表8膜厚度对膜性能的影响膜厚度(拜)透水速度 (毫升/平方 豆米小时)表观截留率 牛血清 白蛋 白(% )膜外观平正,均匀平正,均匀平正,均匀6 5一7 5不平七、用聚枫超滤膜回收废 显影 液显影液使用一段时 间后,氧化物和澳离子 皆有明显增加,继续使用将影响胶片质量,排放出去不仅浪费大,也会污染环境.使用强碱性离子交换树脂处理废显影液,使废显影液可回收使用,然而影片在显 影过程中

15、,部分胶体脱落在显影液中.胶体的存在会使显影液混浊,夏季微生 物还会在胶体上繁殖,而使显影质量明显降低.胶体的存在还会使显析化影液在萃取过程中不易分 层,给显 影液的分验带来困难.离子交换过程不仅不能除去胶体,相反胶体的存在会使离子交换树脂使用效率大大降低.所以脱除废显影液中的胶体是回收使用废显影液的重 要环节.使用聚讽外压管膜超滤器,对水溶性彩色正片显影液(TSs )和油溶性彩色正片显影液(c D一 2 )进行了除胶试验.效果较好,可 以脱除胶体并使混 浊 的显影液变得 澄清 透明。显影液中的有效成分 的损失很少,(见表 9).为了考察超滤后 的显影液对胶片感光性能的 影响,做了胶片试验,按油 溶彩正加工工艺冲洗光楔,结果见表10.表1 0数据表明:超滤液与机器液对胶片的 感光性能相似.表9超滚处理显影溢流液有效成分的变化* 一竺立一二竺习一兰二一仁-二三二22 “822096-, “2“ , ”,格格码(。 ) ) )蓝蓝绿红红c D一2显影液感光性能的变化*灰雾(D。 )蓝绿红27