Модификация мембран на основе полисульфона с использованием триблоксополимера полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля

Изучено фазовое состояние, вязкостные и оптические свойства растворов полисульфона (ПСФ) в N,N-диметилацетамиде (ДМАА) с добавками блоксополимера Pluronic F127 и полиэтиленгликоля (ПЭГ-4000, М_n = 4000 г-моль^-1) в качестве порообразователей и гидрофилизующих агентов. Установлено, что 18-22 %-ные растворы ПСФ в ДМАА с добавкойt ≥5 % Pluronic F127 характеризуются наличием нижней критической температуры смешения (НКТС). Методом инверсии фаз получена серия мембран со смешанной матрицей ПСФ/Pluronic F127 и ПСФ/ПЭГ и проведены сравнительные исследования их структуры и транспортных характеристик. Установлено, что значения параметров средней шероховатости поверхности для мембран ПСФ/Pluronic F127 существенно превышают таковые для мембран ПСФ/ПЭГ. Введение обеих добавок в формовочную композицию приводит к эффективной гидрофилизации селективного слоя мембран. Установлено, что введение в растворы как PluronicF127, так и ПЭГ-4000 приводит к увеличению удельной производительности мембран и снижению коэффициента задерживания по поливинилпирролидону (ПВП К-30, M_n = 40000 г-моль^-1). Показано, что мембраны со смешанной матрицей ПСФ/ Pluronic F127 характеризуются более высокой устойчивостью к уплотнению, меньшей степенью уменьшения общего потока при фильтрации растворов бычьего сывороточного альбумина и существенно превосходят по устойчивости к загрязнению мембраны со смешанной матрицей ПСФ/ПЭГ.

1. Kochkodan, V. Polymeric membranes: surface modification for minimizing (bio)colloidal fouling / V. Kochkodan, D. J. Johnson, N. Hilal // Adv. Colloid Interface Sci. - 2014. - Vol. 206. - P. 116-140. https://doi.org/10.1016/j.cis.2013.05.005

2. Basri, H. Polyethersulfone (PES)-silver composite UF membrane: Effect of silver loading and PVP molecular weight on membrane morphology and antibacterial activity / H. Basri, A. F. Ismail, M. Aziz // Desalination. - 2011. - Vol. 273, N 1. -P. 72-80. https://doi.org/10.1016/j.desal.2010.11.010

3. Preparation and characterization of polyethersulfone microporous membrane via thermally induced phase separation with low critical solution temperature system / M. Liu [et al.] // J. Membr. Sci. - 2013. - Vol. 437. - P. 169-178. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2013.03.004

4. Pluronic polymers and polyethersulfone blend membranes with improved fouling-resistant ability and ultrafiltration performance / Y.-Q. Wang [et al.] // J. Membr. Sci. - 2006. - Vol. 283, N 1-2. - P. 440-447. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2006.07.021

5. Structure Change of Polyethersulfone Hollow Fiber Membrane Modified with Pluronic F127, Polyvinylpyrrolidone, and Tetronic 1307 / N. Arahman [et al.] // Mater. Sci. Appl. - 2012. - Vol. 3, N 2. - P. 72-77. https://doi.org/10.4236/msa.2012.32011

6. Iwasaki, Y. Platelet compatible blood filtration fabrics using a phosphorylcholine polymer having high surface mobility / Y. Iwasaki, A. Yamasaki, K. Ishihara // Biomaterials. - 2003. - Vol. 24, N 20. - P. 3599-3604. https://doi.org/10.1016/s0142-9612(03)00212-6

7. PEGylation of anti-biofouling polysulfone membranes via liquid- and vapor-induced phase separation processing / A. Venault [et al.] // J. Membr. Sci. - 2012. - Vol. 403-404. - P. 47-57. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2012.02.019

8. Loh, C. H. Fabrication of high performance polyethersulfone UF hollow fiber membranes using amphiphilic Pluronic block copolymers as pore-forming additives / C. H. Loh, R. Wang, L. Shi // J. Membr. Sci. - 2011. - Vol. 380, N 1-2. -P. 114-123. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2011.06.041

9. Kaltali, G. Effect of three different PEO-containing additives on the fouling behavior of PES-based ultrafiltration membranes / G. Kaltali, H. Kalipgilar, P Z. Qulfaz-Emecen // Sep. Purif. Technol. - 2015. - Vol. 150. - P 21-28. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2015.06.034

10. Pacharasakoolchai, S. Improved permeation performance and fouling-resistance of Poly(vinyl chloride)/Polycarbonate blend membrane with added Pluronic F127 / S. Pacharasakoolchai, W. Chinpa // Songklanakarin J. Sci. Technol. - 2014. -Vol 36, N 2. - P. 209-215.

11. Removal of BSA and HA Contaminants from Aqueous Solution Using Amphiphilic Triblock Copolymer Modified Poly(ether imide) UF Membrane and Their Fouling Behaviors / P. Kanagaraj [et al.] // Ind. Eng. Chem. Res. - 2015. - Vol. 54, N 46. - P. 11628-11634. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.5b03290

12. Semicrystallinepoly(vinylalcohol) ultrafiltration membranes for bioseparations / A. Amanda [et al.] // J. Membr. Sci. -2000. - Vol. 176, N 1. - P. 87-95. https://doi.org/10.1016/s0376-7388(00)00433-6

13. Enhanced permeation performance of cellulose acetate ultrafiltration membrane by incorporation of Pluronic F127 / C. Lv [et al.] // J. Membr. Sci. - 2007. - Vol. 294, N 1-2. - P. 68-74. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2007.02.011

14. Variation and prediction of membrane fouling index under various feed water characteristics / C. Park [et al.] // J. Membr. Sci. - 2006. - Vol. 284, N 1-2. - P. 248-254. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2006.07.036