Preview

Доклады Национальной академии наук Беларуси

Расширенный поиск

Влияние «жесткости» осадителя в формовочном растворе на структуру и свойства полиэфирсульфоновых мембран

https://doi.org/10.29235/1561-8323-2018-62-6-694-702

Полный текст:

Аннотация

Изучено влияние чисел осаждения (ЧО) смесей жесткого и мягкого осадителей на фазовое состояние и вязкость растворов полиэфирсульфон(ПЭС)/диметилацетамид(ДМАА)/осадитель, структуру и свойства мембран, получаемых на их основе. В качестве добавок осадителей в растворы ПЭС в ДМАА использовали ПЭГ-400 (ЧО > 1000), воду (ЧО = 10,6), 85 %-ную фосфорную кислоту (ЧО = 13,0), глицерин (ЧО = 27,8) и их смеси. На примере смеси Гл/ПЭГ-400 установлено, что с увеличением ЧО добавки область существования стабильных гомогенных растворов расширяется, а при постоянной концентрации смеси Гл/ПЭГ-400 вязкость растворов уменьшается. Показано, что с увеличением ЧО добавки Гл/ПЭГ-400 при постоянной степени насыщения формовочного раствора (0,94–0,95) происходит возрастание удельной производительности мембран по воде с 13 до 150 л/м2 ч. Наиболее резко возрастание потока происходит в интервале ЧО 39,7–125 г/дл. Электронно-микроскопическое исследование показало, что структура мембран в поперечном сечении не претерпевает существенных изменений при варьировании ЧО добавки, однако с увеличением ЧО наблюдается возрастание толщины селективного слоя мембран: при переходе от ЧО = 39,7 г/дл к ЧО = 750 г/дл толщина селективного слоя возрастает с 1 до 4,5 мкм. Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что структура и свойства ультрафильтрационных мембран определяются не только степенью насыщения формовочного раствора, но и жесткостью осадителя, введенного в состав формовочного раствора.

Об авторах

А. В. Бильдюкевич
Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси, Минск
Беларусь
академик, д-р хим. наук, профессор, директор


Т. А. Глевицкая
Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси, Минск
Беларусь
мл. науч. сотрудник


А. А. Шустиков
Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси, Минск
Беларусь
мл. науч. сотрудник


Список литературы

1. Liu, Y. Characterization of morphology controlled polyethersulfone hollow fiber membranes by the addition of polyethylene glycol to the dope and bore liquid solution / y. liu, G. H. koops, H. Strathmann // J. Membrane Science. – 2003. – Vol. 223, N 1–2. – P. 187–199. https://doi.org/10.1016/s0376-7388(03)00322-3

2. Wang, Z. The role of nonsolvent in-diffusion velocity in determining polymeric membrane morphology / Z. Wang, J. Ma // Desalination. – 2012. – Vol. 286. – P. 69–79. https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.11.006

3. Holda, A. k. Understanding and guiding the phase inversion process for synthesis of solvent resistant nanofiltration membranes / A. k. Holda, I. F. J. Vankelecom // J. Applied Polymer Sci. – 2015. – Vol. 132, N 27. – App. 42130. https://doi. org/10.1002/app.42130

4. Xu, Z. l. Polyethersulfone (PES) hollow fiber ultrafiltration membranes prepared by PES/non-solvent/NMP solution / Z. l. Xu, F. A. Qusay // J. Membrane Sci. – 2004. – Vol. 233, N 1–2. – P. 101–111. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2004.01.005

5. Idris, A. Synthesis, characterization and performance of asymmetric polyethersulfone (PES) ultrafiltration membranes with polyethylene glycol of different molecular weights as additives / A. Idris, M. J. Norashikin, M. y. Noordin // Desalination. – 2007. – Vol. 207, N 1–3. – P. 324–339. https://doi.org/10.1016/j.desal.2006.08.008

6. Chakrabarty, B. Effect of molecular weight of PEG on membrane morphology and transport properties / B. Chakrabarty, A. k. Glishal, M. k. Purkait // J. Membrane Sci. – 2008. – Vol. 309, N 1–2. – P. 209–221. https://doi.org/10.1016/j. memsci.2007.10.027

7. Preparation and characterization of polyethersulfone microfiltration membranes by a 2-methoxyethanol additive / S.-J. Shin [et al.] // Desalination. – 2005. – Vol. 186, N 1–3. – P. 1–10. https://doi.org/10.1016/j.desal.2005.03.092

8. Torrestiana-Sanchez, B. Effect of nonsolvents on properties of spinning solutions and polyethersulfone hollow fiber ultrafiltration membranes / B. Torrestiana-Sanchez, R. I. ortiz-Basurto, E. Brito-De la Fuente // J. Membrane Sci. – 1999. – Vol. 152, N 1. – P. 19–28. https://doi.org/10.1016/s0376-7388(98)00172-0

9. Phase separation phenomena of polysulfone/solvent/organic nonsolvent and polyethersulfone/solvent/organic nonsolvent systems / D. Wang [et al.] // J. Applied Polymer Sci. – 1993. – Vol. 50, N 10. – P. 1693–1700. https://doi.org/10.1002/ app.1993.070501003

10. Wang, D. Relationship between mass ratio of nonsolvent-additive to solvent in membrane casting solution and its coagulation value / D. Wang, k. li, W. k. Teo // J. Membrane Sci. – 1995. – Vol. 98, N 3. – P. 233–240. https://doi. org/10.1016/0376-7388(94)00191-z

11. Праценко, С. А. Структура формовочных растворов и ее влияние на характеристики полиамидных мембран / С. А. Праценко, А. В. Бильдюкевич // Высокомолекулярные соединения. Сер. А. – 1994. – T. 36, № 3. – С. 457–460.

12. Бильдюкевич, А. В. Влияние порообразователей на свойства полиэфирсульфоновых мембран / А. В. Бильдюкевич, С. А. Праценко, Т. В. Плиско // Хим. технология. – 2012. – T. 13, № 3. – C. 174–178.

13. Effects of polyethylene glycol on membrane formation and properties of hydrophilic sulfonated polyphenylenesulfone (sPPSU) membranes / y. Feng [et al.] // J. Membrane Sci. – 2017. – Vol. 531. – P. 27–35. https://doi.org/10.1016/j. memsci.2017.02.040

14. Effect of nonsolvent additives on the porosity and morphology of asymmetric TPX membranes / J.-y. lai [et al.] // J. Membrane Sci. – 1996. – Vol. 118, N 1. – P. 49–61. https://doi.org/10.1016/0376-7388(96)00084-1

15. Effects of solvent on the pore formation in asymmetric 6FDA–4,4′oDA polyimide membrane: terms of thermodynamics, precipitation kinetics, and physical factors / k.-y. Chun [et al.] // J. Membrane Sci. – 2000. – Vol. 169, N 2. – P. 197–204. https://doi.org/10.1016/s0376-7388(99)00336-1


Просмотров: 490


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1561-8323 (Print)
ISSN 2524-2431 (Online)