超支化聚酯对聚砜超滤膜的改性研究
毕业论文关键词：聚砜；多孔膜；超支化聚酯；聚乙二醇
Preparation and characterization of PSf hollow fiber membrane from PSf–HBPE–PEG400–NMP dope solution
Abstract: Hyperbranched polyester (HBPE) was synthesized by melt polycondensation and the molecular weight of prepared HBPE was 5480 g/mol. Porous hollow fiber membranes were prepared via non-solvent induced phase separation (NIPS) from dope solutions composed of polysulfone (PSf), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), polyethylene glycol 400 (PEG400) and HBPE. Membrane morphologies, permeation performance, transient pure water contact angle and mechanical property of the prepared membranes were measured to investigate the effects of HBPE on membrane structures and properties. The addition of HBPE led to the coexistence of finger-like and sponge-like structures in the membranes. When the HBPE content increased from 0 to 3.0 wt%, there was a sharp decrease in contact angle. At the same time, the porosity, mean effective pore size, pure water flux and the breaking strength of membranes increased with the HBPE content.
Key words: polysulfone,；porous membranes,；hyperbranched polyester,；polyethylene glycol
目录
1 引言 1
1.1 膜材料改性方法 2
1.1.1 辐照改性法 2
1.1.2 等离子体改性法 2
1.1.3 共混改性法 3
1.1.4 化学改性法 4
1.2 超支化聚合物 5
1.3基于2,2-二羟甲基丙酸超支化聚酯的合成 6
1.3.1 单体聚合的理论研究 6
1.3.2 无核聚2,2-二羟甲基丙酸的合成—2,2-二羟甲基丙酸的自缩聚 8
1.3.3 含核聚2,2-二羟甲基丙酸的合成： + 共聚合 8
2 实验 11
2.1 物料 11
2.2 超支化聚酯(HBPE)的合成与表征 11
2.3 铸膜液的制备 11
2.4 铸膜液的表征 12
2.4.1 粘度 12
2.4.2 透光率 12
2.5 中空纤文膜的制备 12
2.6. 中空纤文膜的表征 12
2.6.1 形态 12
2.6.2 晶体结构 13
2.6.3 亲水性和空隙率 13
2.6.4 渗透性能 13
2.6.5 平均有效孔径，孔径分布和截留分子量（MWCO）的表征 14
2.6.6 力学性能测试 14
3. 结果与讨论 15
3.1.HBPE的合成与表征 15
3.2 粘度 16
3.3 透光率测定 17
3.4 SEM 18
3.5 晶体结构 21
3.6 亲水性和空隙率 21
3.7 渗透性能 23
3.8 平均有效孔径，孔径分布和截留分子量（MWCO） 24
3.9 力学性能 26
4 结论 28
致谢 29
参考文献 30
1 引言
膜技术是当今高效分离的新技术，与传统的分离技术相比，它具有能耗低、分离效率高、占地面积小、过程简单、操作方便、不污染环境、便于与其它技术共用等突出优点。在当今世界能源、水资源短缺，水和环境污染日益严重的情况下，膜分离科学与技术的研究被世界各国日益重视，成为实现经济可持续发展战略的重要组成部分。据报道，美国官方文件声称：“目前没有一项工业技术能像膜技术那么广泛地应用。”在欧洲，膜技术被作为21世纪基本技术进行优先研究与开发的项目，并明确指出：“在21世纪的多数工业中，膜技术扮演着重要的战略角色。”因此，膜技术是改造传统产业、促进社会发展、推进相关行业技术进步的高新技术。例如，石油和化工是我国的基础工业，但本身是能耗大户，也是环境污染大户，其产品的生产、加工过程的反应、分离、浓缩与纯化都迫切需要用新的方法改造传统的方法，以提高效率，降低能耗，减少环境污染，这都和膜技术息息相关。因此，膜技术的发展将强而有力地加快我国各个行业的发展与进步。
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