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稀土改性聚醚砜超滤膜的制备与性能研究张洋;梁义;胡晓宇;于正阳【摘要】Pechini法是一种利用有机物作溶剂改进的溶胶凝胶法.采用Pechini法制备了稀土-碱金属复合钨酸盐,将此复合钨酸盐凝胶作为改性剂对聚醚砜超滤平板膜进行了掺杂改性.并与对照组聚醚砜超滤平板膜作比较,分别对其纯水通量、始泡点、力学性能和结构进行分析,并模拟超滤膜的实际使用环境进行微生物培养,通过扫描电子显微镜得到形貌与微生物生长情况.结果表明,加入稀土后的聚醚砜平板膜纯水通量有明显的升高,由108.8 L/m2·h提升至176.7 L/m2·h,提高了62.41％;力学性能提升了1.89％,且更加稳定;膜表面通过SEM观察明显洁净于未添加的,有着显著的抑菌作用.【期刊名称】《天津科技》【年(卷),期】2018(045)004【总页数】5页(P57-61)【关键词】稀土改性;复合钨酸盐;超滤膜;通量;力学性能;抗菌【作者】张洋;梁义;胡晓宇;于正阳【作者单位】天津膜天膜科技股份有限公司膜材料与膜应用国家重点实验室天津300457;天津膜天膜科技股份有限公司膜材料与膜应用国家重点实验室天津300457;天津膜天膜科技股份有限公司膜材料与膜应用国家重点实验室天津300457;天津科技大学天津300457【正文语种】中文【中图分类】TQ320.721Pechini法[1-3]为 Pechini在1967年发表的专利，是利用金属螯合物之间的α-羟基羧基和多羟基醇的聚酯作用，形成化合物。
由于阳离子与有机酸发生化学反应而均匀地分散在聚合物树脂中，能保证原子水平的混合，在相对较低的温度下生成均一、单相的超细氧化物粉末。
超滤是从 20世纪末以来崛起的化工分离技术。
20世纪60年代起，膜分离技术进入了工业领域且被广泛应用[4]。
相转化法是一种较为简单的制膜方法，其工艺简单，操作方便，用途广泛，可用来制备各种反渗透、超滤、气体分离所用的膜。
共混改性聚醚砜超滤膜的制备及其性能研究膜技术作为高效的分离新技术,在水处理中有着很好的发展前景,受到越来越多的关注,但膜技术尚不成熟,其面临的一个主要问题是由膜的亲水性不足带来的易受污染,清洗频率增加进而导致膜寿命降低,成本上升。
所以,如何提高膜的亲水性及耐污染性,成为现阶段研究的重要方向。
本论文利用载银羟基磷灰石HAP/Ag作为改性材料,以共混法制备改性聚醚砜超滤膜,探索了制备时适宜的各材料添加比例,表征及测试了制备后的改性膜性能,并对改性膜的阻力变化进行了分析。
主要结论如下:(1)负载银纳米羟基磷灰石材料(HAP/Ag)在结构特征、尺寸大小、晶型结构和特征官能团等方面均与羟基磷灰石(HAP)相似性很高,表明HAP/Ag材料很好地维持了HAP材料原本的结构和性质;(2)随着改性材料HAP/Ag的添加,聚醚砜树脂(PES)膜的水通量、截留率和接触角有所改变:在添加量为2%时改性膜的水通量达到最大值,较原膜通量提高了397%;当添加量为5%时,截留率达到了最大值97%,高于原始膜64%的截留效果;当添加量为3%时,接触角最小,较原始膜的接触角下降了19.27%,表现出很好的亲水性能;另外,改性超滤膜的弹性形变量增大,最大拉力也逐渐增加;(3)添加改性材料后制备的所有PES超滤膜周围均产生了直径大小不一的抑菌圈,浓度接触实验进一步验证随着HAP/Ag添加量的不同,抑菌效果有所差异;银离子浸出量大小及速率实验验证得出材料中银离子具有初期快速溶出,后期缓慢释放的特性;(4)通过正交分析,铸膜液配比的优化条件为:PES18%,聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)6%,HAP/Ag 2%;优化后的改性PES超滤膜其纯水通量为205.88 L·m-2·h-1,截留率为98.94%,水通量衰减系数为0.31,抗污性能良好。
(5)优化的PES改性膜对COD的去除率达到了54.5%,对浊度的去除率为90.3%,与未改性的PES超滤膜相比,其去除率分别提高了1.20倍和1.93倍;两者有相同的阻力变化趋势,其中内部污染阻力和膜的固有阻力是导致两组膜在超滤过程中通量衰减的主要因素,而优化后的PES改性膜其阻力值一直低于未改性的PES膜,表明改性后的膜较原始膜,有更强的抗污能力。
血液净化用聚醚砜膜的改性研究赵长生四川大学高分子学院，四川省成都市一环路南一段24号610065本文将对血液净化用聚醚砜膜的改性进行讨论。
首先，对聚醚砜膜的改性方法进行讨论，包括本体改性、表面改性和共混方法。
其次，分别讨论了本体改性和聚醚砜膜表面接枝改性方法，包括表面接枝生物大分子如DNA和蛋白质。
再次，主要针对共混改性方法进行讨论，包括直接共混亲水性共聚物、无规三元共聚物和两亲性三嵌段共聚物等。
重点讨论改性膜的亲水性，抗蛋白污染性能、血小板黏附性能、抗凝血性能和细胞相容性。
最后讨论改性聚醚砜中空纤维膜进行动物实验和临床试验研究结果。
关键词：聚醚砜膜，血液净化，改性，血液相容性聚醚砜（PES）由于有着良好的耐氧化性、热学、力学性能以及良好的成膜性能而得到广泛应用，尤其是近年来在血液净化领域得到广泛应用，如血液透析、血浆分离等领域[1]。
但是，聚醚砜的血液相容性并不是很理想，在血液净化过程中，通常需要加入肝素作为抗凝剂来防止凝血的发生。
因此有必要对聚醚砜进行改性，以提高其血液相容性。
Figure 1. Synthesis of PES with different functional groups聚醚砜膜的改性很多，主要包括本体改性、表面改性和共混方法。
改性的目的是提高膜的亲水性，降低蛋白吸附（提高抗蛋白污染性能）、抑制血小板黏附性能、提高抗凝血性能和细胞相容性。
（1）本体改性：主要包括磺化和羧基化。
由于氯磺酸磺化时可带上反应性的磺酰氯基团，因此可进一步反应接枝其它功能基团，如图1所示[2]。
Figure 2. The process of BSA grafting.Figure 3. Synthesis of the PVP-b-PMMA-b-PVP block copolymers（2）表面接枝改性：表面可接枝生物大分子DNA或蛋白质（牛血清白蛋白，BSA）。
表面接枝白蛋白BSA如图2所示[3]。
非溶剂诱导凝胶相转化法制备聚醚砜/磺化聚砜共混超滤膜膜污染一直是压力驱动膜过程亟待解决的难题。
聚合物共混改性是制备亲水性或抗污染膜材料的重要方法。
本文以聚醚砜(PES)/磺化聚砜(SPSf)共混聚合物为膜材料,非溶剂-水为添加剂,利用SPSf与水之间的相互作用诱导铸膜液体系凝胶化制备永久亲水的超滤膜。
以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,PES/SPSf铸膜液浓度为18wt%,聚乙烯醇(PEG20kDa)为添加剂、H2O为非溶剂添加剂和凝固浴,采用非溶剂-水诱导凝胶相转化法制备了 PES/SPSf共混平板超滤膜。
结果表明:随着铸膜液中非溶剂水含量增加,铸膜液粘度增加,所制备膜断面结构逐渐由大孔隙变为海绵体。
在线超声监测结果证明随着铸膜液中非溶剂含量增加,铸膜液的分相行为逐渐由瞬时分相转变为延时分相。
当铸膜液中水含量为9wt%时,所得PES/SPSf共混膜的断面完全为海绵体结构。
通过引入接近比概念,建立了一种判断瞬时分相和延时分相的方法。
以最佳铸膜液体系采用非溶剂-水诱导相转化法制备PES/SPSf共混七孔超滤膜。
结果发现,随着凝固浴温度从30℃升高至50℃,膜外表面孔径及孔隙率逐渐增加,所得膜的纯水通量从242L/m2h增加到302L/m2h,BSA截留率均保持在95%以上。
当采用DMAc-H2O混合液为第一凝固浴和H2O为第二凝固浴,结果表明随着第一凝固浴中DMAc含量从0wt%增加到60wt%,膜的纯水通量从320 L/m2h增加到545 L/m2h,膜对BSA的截留率从98.6%降低到80.9%。
此外,随着芯液中DMAc含量的增加,膜的纯水通量从248L/m2h增加到307L/m2h,对BSA的截留率从95%降低到89.8%。
当空气间隙从10mm增加到160mm时,膜的纯水通量出现先增加后减小的趋势,在空气间隙为40mm处出现拐点。
采用非溶剂-水诱导相转化法制备PES/SPSf共混外压式中空纤维超滤膜。
不同功能纳米材料共混改性聚醚砜膜及其超滤性能研究不同功能纳米材料共混改性聚醚砜膜及其超滤性能研究摘要：纳米材料在膜技术领域中扮演着重要角色，通过将纳米材料引入聚醚砜膜中进行共混改性，可以显著改善聚醚砜膜的性能。
本研究通过引入不同功能的纳米材料（如氧化石墨烯、纳米钛酸钡和氯化苄纳米颗粒）对聚醚砜膜进行改性，并研究了共混改性膜的超滤性能。
结果表明，纳米材料的引入能够显著提高聚醚砜膜的热稳定性、机械性能和抗污染性能，且能够调控膜的孔径和孔道分布，对超滤性能有明显影响。
1. 引言膜技术是一种重要的分离与纯化技术，广泛应用于水处理、废水处理、饮用水净化、分离与纯化等领域。
聚醚砜膜作为一种常用的膜材料，具有优良的化学稳定性、热稳定性和抗污染性能，但其应用受到孔径小、通量低等限制。
因此，改善聚醚砜膜的性能，提高其超滤性能十分必要。
2. 方法在本研究中，我们选择了氧化石墨烯、纳米钛酸钡和氯化苄纳米颗粒作为纳米材料进行共混改性。
首先，将聚醚砜与不同纳米材料按一定比例进行混合溶解，制备得到共混材料。
然后，利用溶液浇筑法将共混材料制备成薄膜。
最后，对所制备的共混改性膜进行表征和性能测试。
3. 结果与讨论3.1 热稳定性通过热重分析仪测试发现，引入纳米材料后，聚醚砜膜的热稳定性显著提高。
例如，添加0.5%氧化石墨烯的薄膜在350℃下的质量损失率仅为5.7%，而未经改性的聚醚砜膜在相同条件下的质量损失率高达12.3%。
3.2 机械性能通过拉伸实验测试发现，共混改性后的聚醚砜膜的强度和韧性均得到显著提高。
例如，添加1%纳米钛酸钡的薄膜的拉伸强度为35 MPa，而未经改性的聚醚砜膜的拉伸强度仅为25 MPa。
3.3 抗污染性能通过静态污染实验证明，共混改性后的聚醚砜膜具有更好的抗污染性能。
添加0.3%氯化苄纳米颗粒的薄膜在100小时内的通量恢复率为85%，而未经改性的聚醚砜膜的通量恢复率仅为60%。
3.4 超滤性能通过超滤实验测试发现，不同纳米材料的引入对聚醚砜膜的孔径和孔道分布有明显影响，从而影响其超滤性能。
低温氨等离子体改性聚醚砜超滤膜气相接枝丙烯酸刘芬芬;王彤梅;吴彦君;邓继飞;李茹【摘要】采用低温氨等离子体处理和气相接枝丙烯酸对聚醚砜(PES)膜进行表面改性,以提高超滤膜亲水性和抗污染能力.考察了改性膜物理及化学特性变化,并研究了改性膜的通量及截留率特性.结果表明,改性膜表面接枝有亲水基团,水接触角由原始的67.降低至9.,亲水性能明显提高;纯水通量、牛血清蛋白通量和截留率均大于原始膜.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2013(042)012【总页数】4页(P2184-2187)【关键词】聚醚砜超滤膜;丙烯酸;气相接枝;亲水性【作者】刘芬芬;王彤梅;吴彦君;邓继飞;李茹【作者单位】西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048;兴平市环境监测站,陕西咸阳713100;际华三五零二职业装有限公司,河北石家庄050308;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TQ316.6聚醚砜(PES)是一种性能优良的超滤膜材料，具有耐热、耐燃、耐压、耐辐射、抗酸、抗溶剂、抗氧化、生物相容性好等优点，是制备超滤膜的理想基膜，应用前景十分广阔。
聚醚砜是非极性高分子材料，为了增加聚醚砜材料的亲水性，常将聚乙烯醇、丙烯酸等接枝到聚醚砜分子链上，制备亲水性聚醚砜超滤膜［1］。
目前，常用的接枝方法有磺化法接枝改性、辐照接枝改性、光引发表面接枝改性以及等离子体表面接枝改性等，而等离子体接枝改性由于其快速、高效、无污染的优点，在改变高分子材料表面性能上有着重要的应用价值［2］。
利用低温等离子体接枝改性超滤膜，可提高其抗污染能力。
Dattatray［3］利用氩等离子体处理PES，再加入聚丙烯酸气相接枝，表面接枝后蛋白质的污染减少，纯水通量大大增加。
实验研究表明，低温等离子体表面改性技术可用于PES超滤膜的改性。
周月等［4］在PP多孔膜表面进行了等离子体引发的RAFT接枝AA单体改性，改性PP膜表面亲水性得到显著改善，同时水通量大幅增加。
