改性聚乙烯醇縮丁醛親水性超濾膜的研究

       改性聚乙烯醇縮丁醛親水性超濾膜的研究，污染是當今超濾膜使用過程中的主要問題，也是超濾膜研究熱點之一。本課題采用的是強親水性聚乙烯醇縮丁醛作為膜材料，用相轉(zhuǎn)化法來制備超濾膜，從根本上來改善膜耐污染性能，降低蛋白質(zhì)對于超濾膜的污染。 本研究利用未改性聚乙烯醇縮丁醛膜材料，選擇不同添加劑和溶劑，研究其制備超濾膜的工藝，并通過對膜掃描電鏡照片進行結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)膜表面的致密，橫斷面呈現(xiàn)出蜂窩狀結(jié)構(gòu)；對其進行的純水通量測試，在0.1Mpa壓力下幾乎沒有水透過膜，只有在鑄膜液產(chǎn)生分相時在無水硫酸鈉溶液中浸漬成膜才能使膜呈現(xiàn)超濾性能。同時對其成膜機理進行了研究，認為PVA分子中的強的氫鍵作用力對超濾膜的形成起著阻礙作用。 本研究采用羥基保護的方法，對PVA材料進行部分縮乙醛化初步改性；再以得到的聚乙烯醇縮乙醛作為膜材料，N，N二甲基乙酰胺作溶劑，水的鹽溶液作凝固浴，制備出相轉(zhuǎn)化超濾膜；最后在酸性條件下，一步完成對膜的脫乙醛和戊二醛交聯(lián)的后處理過程，這樣就達到了增加膜的強度，保持膜的親水性的目的。實驗又考察了聚乙烯醇縮乙醛濃度、鑄膜液溫度、凝固浴溫度和鹽含量以及添加劑含量等因素對膜純水通量和截留率的影響。發(fā)現(xiàn)鑄膜液溫度和凝固浴溫度對膜性能影響較大：鑄膜液溫度和凝固浴溫度升高，膜純水通量顯著增加；純水通量隨添加劑PEG-600與聚乙烯醇縮乙醛含量比的變化呈現(xiàn)拋物線趨勢，當比率為1.5：1時，膜純水通量達到最大，膜平均孔徑也最大，隨著比例的增加，水通量又呈現(xiàn)下降趨勢。更重要的是，通過對膜的表面接觸角測定以及膜耐污染狀況的測試，發(fā)現(xiàn)此膜具有較小的接觸角和優(yōu)良的耐污染性能。同時通過SEM觀察，發(fā)現(xiàn)膜的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)典型的指狀孔和海綿層結(jié)構(gòu)。 另外，實驗還考察了聚乙烯醇縮丁醛OVB）的成膜規(guī)律和膜性能。結(jié)果表明PVB膜表面接觸角比聚乙烯醇縮乙醛膜大，但在相同的成膜條件下，PVB膜具有較大的平均孔徑，截留分子量能夠達到十萬以上。在測定膜表面接觸角時發(fā)現(xiàn)，當膜平均孔徑較小時，PVB濃度對接觸角的大小起決定作用；而當膜平均孔徑較大時，孔徑的大小對其接觸角起決定作用。通過SEM觀察，兩種膜具有相似的橫斷面結(jié)構(gòu)。