為了解決聚苯硫醚（PPS）膜通量低、截留率低、力學(xué)性能差以及在極性溶劑中易溶脹等問題,提出在200～260℃不同溫度空氣氣氛下進(jìn)行不同階段熱氧化交聯(lián)來提高PPS膜的應(yīng)用性能。結(jié)果表明:在260℃處理后,成膜后熱氧化的PPS膜純水通量增加到129.74 L/（m2·h）,但是對牛血清蛋白（BSA）的截留仍維持在62%,這說明熱氧化交聯(lián)致使PPS膜表面出現(xiàn)熔融,微量溶劑的二次蒸發(fā)形成了更多的孔;而成膜前熱氧化的PPS膜純水通量和截留率都發(fā)生改變,分別為78.72 L/（m²·h）和98.73%;同時,通過在高溫空氣中獨立的聚合物鏈的熱氧化交聯(lián)形成具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的PPS聚合物,PPS膜的機(jī)械性能都有提高,成膜前熱氧化的PPS膜的拉伸強(qiáng)度從1.71 MPa提高到4.48 MPa;交聯(lián)后的PPS膜在極性溶劑中表現(xiàn)出優(yōu)異的耐溶脹性能。由此得出熱氧化交聯(lián)能夠快速提升PPS分離膜的應(yīng)用性能。 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2020,39(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

不同階段熱氧化PPS膜和PPS膜的XPS圖

由表1可見，熱氧化交聯(lián)后O元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)有較大的提升，分別達(dá)到18.62%和19.88%，而S元素相對應(yīng)的都有損失，但是OPPS膜-260損失較多，有可能是熱氧化PPS顆粒樹脂后，在制備鑄膜液時，溶液粘稠度增大，在制備分離膜過程中，部分會沾到三口燒瓶上，相應(yīng)地會損失一部分。為了確定在引進(jìn)O元素后基團(tuán)的形成，通過XPS分峰軟件擬合，熱氧化交聯(lián)PPS膜中的氧元素出現(xiàn)3個特征峰，每個峰值對應(yīng)的結(jié)構(gòu)單元如圖2所示。由圖2可知，PPS在熱氧化交聯(lián)過程后，聚苯硫醚部分結(jié)構(gòu)單元發(fā)生變化，形成了新的基團(tuán)—SO2—、—SO—、—C—O—C—。聚苯硫醚分子鏈之間發(fā)生連接，形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。從XPS元素分析來看，在氧化過程中，除了新基團(tuán)生成還伴有部分SO2生成從而造成硫元素流失。這也說明在低于聚苯硫醚樹脂熔點下熱氧化交聯(lián)會發(fā)生氧化、交聯(lián)、脫硫。

由圖3可知，成膜后熱氧化交聯(lián)PPS膜后，PPS膜-260上表面形成了更多的孔，這是因為高溫誘導(dǎo)致使PPS膜中微量溶劑蒸發(fā)，致使上表面出現(xiàn)熔融，膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，二次致孔，而截面和下表面變化不大。而OPPS膜-260上表面孔比較致密，斷面結(jié)構(gòu)沒有變化，下表面樹脂結(jié)構(gòu)不明顯，由于分子鏈纏結(jié)嚴(yán)重，孔相應(yīng)的變小。膜的孔隙率和厚度的變化如表2所示。由表2可知，熱氧化交聯(lián)后，PPS膜的孔隙率都有所下降，這是因為熱交聯(lián)使得粘度增大，分子鏈運(yùn)動變慢，阻礙了膜內(nèi)部稀釋劑分子之間的碰撞，使得膜的孔徑減小，孔隙率也隨之降低，連通性變差。同時，也可以看出OPPS膜-260的厚度要大于PPS膜-260的厚度，這也說明成膜前熱氧化要比成膜后嚴(yán)重，分子纏結(jié)更嚴(yán)重些，致使鑄膜液粘稠度大，不易鋪散均勻，造成膜的厚度相對比較大。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3235068