采用濕涂法制備聚二甲基硅氧烷（PDMS）/聚砜（PSf）復合膜并測試其氧/氮分離性能,系統(tǒng)考察了硅橡膠濃度、預交聯(lián)時間等因素對復合膜滲透分離性能的影響,探討了涂膜液黏度及PDMS相對分子質(zhì)量與復合膜的成膜及滲透性能的關(guān)系.結(jié)果表明,提高PDMS濃度、對涂膜液進行預交聯(lián)等可提高低黏度涂膜液在低涂覆速度下的成膜性能;為制備完整的分離皮層,涂膜液的黏度應(yīng)大于1.75mPa·s,PDMS黏均相對分子質(zhì)量大于85 000,在此臨界條件下制得的PDMS/PSf復合膜,在0.2 MPa、常溫條件下測得純氧氣透量為2 197GPU,氧/氮分離系數(shù)為2.05,原料氣為空氣時氧氣透量為1 543GPU,氧/氮分離系數(shù)為1.70. 

【文章來源】：膜科學與技術(shù). 2016,36(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖１不同預交聯(lián)時間復合膜的分離性能變化Ｆｉｇ．１Ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔ

黏度及相對分子質(zhì)量足以覆蓋膜孔，氧／氮分離性能達到本征值，成膜性能優(yōu)異．由于５％濃度本身黏度值大，并因加成速率快已經(jīng)具有一定相對分子質(zhì)量，在預交聯(lián)１ｈ后就具備氧／氮本征分離性能（此時經(jīng)測得黏均相對分子質(zhì)量為８５０００），在３ｈ之后出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象，沒有進行下一步實驗．３％濃度在預交聯(lián)３ｈ后已具備本征分離性能，其具有的黏度相比４％、５％黏度更小，更有利于制備高透量復合膜［３］．著重考察了３％濃度下不同預交聯(lián)時間對復合膜性能的影響，結(jié)果如圖２、圖３所示．根據(jù)圖２可以看出，隨著預交聯(lián)時間的推移，滲透性能出現(xiàn)先上升后下降的趨勢．究其原因，如圖３所示，由于相對分子質(zhì)量升高，涂膜液黏度增大，嵌入至基膜孔內(nèi)溶液減少，嵌入率［１６－１７］下降，導致滲圖２預交聯(lián)時間對復合膜性能的影響Ｆｉｇ．２Ｅｆｆｅｃｔｏｆｐｒｅ－ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇｔｉｍｅｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｅｍｂｒａｎｅ圖３涂膜液黏度及ＰＤＭＳ相對分子質(zhì)量隨預交聯(lián)時間的變化Ｆｉｇ．３ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆｃｏａｔｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｖｉｓｃｏｓｉｔｙａｎｄＰＤＭＳｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔｗｉｔｈｐｒｅ－ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇｔｉｍｅ

對分子質(zhì)量足以覆蓋膜孔，氧／氮分離性能達到本征值，成膜性能優(yōu)異．由于５％濃度本身黏度值大，并因加成速率快已經(jīng)具有一定相對分子質(zhì)量，在預交聯(lián)１ｈ后就具備氧／氮本征分離性能（此時經(jīng)測得黏均相對分子質(zhì)量為８５０００），在３ｈ之后出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象，沒有進行下一步實驗．３％濃度在預交聯(lián)３ｈ后已具備本征分離性能，其具有的黏度相比４％、５％黏度更小，更有利于制備高透量復合膜［３］．著重考察了３％濃度下不同預交聯(lián)時間對復合膜性能的影響，結(jié)果如圖２、圖３所示．根據(jù)圖２可以看出，隨著預交聯(lián)時間的推移，滲透性能出現(xiàn)先上升后下降的趨勢．究其原因，如圖３所示，由于相對分子質(zhì)量升高，涂膜液黏度增大，嵌入至基膜孔內(nèi)溶液減少，嵌入率［１６－１７］下降，導致滲圖２預交聯(lián)時間對復合膜性能的影響Ｆｉｇ．２Ｅｆｆｅｃｔｏｆｐｒｅ－ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇｔｉｍｅｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｅｍｂｒａｎｅ圖３涂膜液黏度及ＰＤＭＳ相對分子質(zhì)量隨預交聯(lián)時間的變化Ｆｉｇ．３ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆｃｏａｔｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｖｉｓｃｏｓｉｔｙａｎｄＰＤＭＳｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔｗｉｔｈｐｒｅ－ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇｔｉｍｅ

【參考文獻】：
期刊論文
[1]PEBAX2533/PSf中空纖維復合膜制備及阻力性能[J]. 丁曉莉,張潮,張玉忠,曹占平.  高等學校化學學報. 2012(11)
[2]粘度法測定高聚物分子量實驗的改進[J]. 項尚林,余人同,王庭慰,傅偉寧,張軍,黃健.  實驗科學與技術(shù). 2009(05)
[3]硅橡膠-聚碳酸酯富氧膜的制備[J]. 李寧,賀高紅,聶飛,趙薇,張玲玲,彭琳.  膜科學與技術(shù). 2009(02)
[4]聚砜-硅橡膠富氧膜的制備[J]. 張陽,王湛,紀樹蘭,姚士仲,彭躍蓮,秦振平,張涵.  膜科學與技術(shù). 2007(03)
[5]多孔支撐復合氣體分離膜的涂層模型及工藝探討[J]. 肖通虎,施孝遹,葛俊豪,周美娟,陳忠祥,陳珊妹.  膜科學與技術(shù). 2001(05)
[6]用于富氧燃燒低壓高通量中空纖維富氧膜研究[J]. 樂建保,孫方.  天津紡織工學院學報. 1996(02)

碩士論文
[1]添加劑對PDMS/PAN富氧復合膜性能的影響[D]. 張建生.大連理工大學 2009



本文編號：3587588