以商品聚酰亞胺(PI)為原料,采用相轉(zhuǎn)化法和化學(xué)交聯(lián)制備了交聯(lián)聚酰亞胺耐溶劑超濾(SRUF)膜,分別考察了鑄膜液中的PI濃度、空氣蒸發(fā)時間、刮膜厚度等因素對SRUF膜分離性能的影響,分析了各個因素對膜微觀結(jié)構(gòu)的影響,表征了SRUF膜在交聯(lián)前后化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化,并考察了膜的耐溶劑性能.結(jié)果表明,最優(yōu)的制膜條件為PI質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%,蒸發(fā)時間20s,刮膜厚度130μm,乙二胺交聯(lián)時間5h,此時PI超濾膜的純水通量可達(dá)790.5L/(m2·h),對牛血清蛋白(BSA)的截留率為84.6%.所制備的SRUF膜在DMF中浸泡60天后,截留率僅下降2%,在DMF、NMP、DMSO、THF中浸泡3個月后,膜面沒有明顯變化,說明該膜具有優(yōu)異的耐有機溶劑性能。
有機溶劑廣泛應(yīng)用于石油化工、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域,且種類多,使用量大.有機溶劑傳統(tǒng)的分離和回收方法如蒸餾、萃取、吸收等,存在能耗大、溶劑損耗大、回收率低等缺點,且在回收、加工和再生處理過程中存在較為嚴(yán)重的二次污染,因此有機溶劑的合理利用與回收引起了人們的廣泛關(guān)注.與傳統(tǒng)的分離過程相比,膜分離技術(shù)常溫操作、能耗低、易于放大,在有機溶劑體系分離中有著廣闊的應(yīng)用前景.超濾是一種應(yīng)用較廣的以壓力為推動力的膜分離技術(shù),以大分子與小分子的分離為目的.UF的操作壓力一般為0 ~ 0.5MPa,膜孔徑在2~50nm 之間,截留分子量(MWCO)在2000~500000之間.現(xiàn)有的商品UF膜在水溶液體系中具有很好的穩(wěn)定性和分離性能,但在很多有機溶劑中易發(fā)生溶脹或溶解,導(dǎo)致膜面嚴(yán)重污染或者嚴(yán)重破損,使其應(yīng)用范圍受限.近年來,人們逐漸認(rèn)識到膜技術(shù)在有機溶劑的分離方面具有巨大的應(yīng)用潛力.如近年來興起的耐溶劑納濾技術(shù).基膜對于SRNF復(fù)合膜的穩(wěn)定性至關(guān)重要,要求基膜具有良好的耐溶劑性.同時,與膜法水處理過程中使用UF膜作為預(yù)處理的原理相似,在有機溶劑體系的膜法處理過程中往往也需要具有良好耐溶劑性能的UF膜作為后續(xù)SRNF的預(yù)處理過程.與耐溶劑納濾膜相似,這種具有耐溶劑性能、有機溶液體系分離的超濾膜可稱為耐溶劑超濾膜。
以商品聚酰亞胺為原料,采用相轉(zhuǎn)化法和化學(xué)交聯(lián)法制備了交聯(lián)PI?。樱遥眨颇?,并對制膜條件和性能進(jìn)行了研究,得出以下結(jié)論:
1、聚合物濃度對膜孔結(jié)構(gòu)和膜分離性能有明顯影響.聚合物濃度越大,膜皮層越厚,通量越低.較優(yōu)的PI質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%。
2、隨著空氣中蒸發(fā)時間的增加,截留率基本保持不變或略微上升,膜的純水通量逐漸下降,SRUF膜的指狀孔逐漸減少、變粗、排列疏松;當(dāng)空氣蒸發(fā)時間增加到一定程度后,指狀孔基本消失.較合適的空氣蒸發(fā)時間為10~20s。
3、隨刮膜厚度的增加,膜的通量降低,但截留率變化較?。^優(yōu)的刮膜厚度為70~130μm。
4、經(jīng)過交聯(lián)后的PI膜在DMF中浸泡60天,截留率下降僅為2%;在純的DMF、NMP、DMSO、THF中浸泡3個月后,膜面沒有明顯變化,說明所制備的PI SRUF膜具有優(yōu)異的耐有機溶劑性能。