聚砜膜的制備及其性能研究

1、聚砜膜的制備及其性能研究王建琴  【摘要】：聚砜膜由于具有優(yōu)良的滲透性、耐溫性、耐溶劑性和較高的機械性能等優(yōu)點,在超濾、微濾、反滲透、醇/水分離、烯烴/烷烴分離、氣體分離、血液透析等方面得到了廣泛的應用。 本論文主要研究了聚砜平板膜、中空纖維膜的制備與結構性能調控。在分析國內外血液透析膜結構的基礎上,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、水、聚乙二醇(PEG)為添加劑,采用浸入沉淀相轉化法制備聚砜平板膜和中空纖維膜。通過改變聚合物濃度、制膜液溫度、添加劑種類、添加劑含量、空氣間隙等方法調控膜結構。實驗發(fā)現(xiàn),添加劑和空氣間隙這兩者對膜結構的影響較大,添加劑含量越大,膜截面海綿狀越明顯;空氣間隙增

2、大,外表面孔也增大,但有一極值。以膜的水通量、BSA截留率、掃描電鏡(SEM)、膜的拉伸強度、斷裂強度等表征了聚砜膜的結構和性能。得出了制備具有優(yōu)異性能、截面為海綿狀結構、外表面具有高孔隙率的聚砜膜的成份配比及工藝參數(shù)。在聚砜含量20%,PVP含量10%,PEG-800含量12%,凝固浴為水、溫度30,空氣間隙30cm的條件下,制備出純水通量達100 L/h·m2以上,截面為海綿狀、外表面為高孔隙率的聚砜中空纖維膜。 另外,為了在聚砜膜表面進行脂肪酶的固定化,采用靜電紡絲法來提高膜的比表面積,制備了納米(或亞微米)尺寸的聚砜纖維復合膜?？疾榱瞬煌に嚄l件(電壓大小、溶液流速、噴絲頭到

3、接收屏的距離等)、不同添加劑以及添加劑濃度以及不同的后處理方法對纖維形態(tài)結構的影響。以SEM表征纖維表面形態(tài)及纖維的直徑。發(fā)現(xiàn)溶液流速增大、接收距離減小、添加劑濃度增加都會使纖維直徑變大;電壓大小及后處理都會對纖維形貌有一定影響。研究了脂肪酶活性在不同溫度、pH值條件下的變化以及固定化脂肪酶的熱穩(wěn)定性,發(fā)現(xiàn)與自由態(tài)的脂肪酶相比,吸附固定化的脂肪酶活性最大值向低pH值方向偏移,最適溫度提高了將近10,而熱穩(wěn)定性也有了較明顯的提高?！娟P鍵詞】：聚砜 相轉化 超濾膜 中空纖維 靜電紡絲 酶固定化 脂肪酶 【學位授予單位】：浙江大學【學位級別】：碩士【學位授予年份】：2006【分類號】：TB43【DO

4、I】：CNKI:CDMD:2.2006.046115【目錄】： · 第一章 緒論7-26 · 11 前言7 · 12 聚砜膜的研究現(xiàn)狀7-24 · 121 聚合物膜的制備方法7-8 · 122 相轉化法制備聚砜膜8-9 · 123 聚砜膜的結構調控9-20 · 1231 聚砜濃度對膜的結構調控10-11 · 1232 制膜液溫度對膜的結構調控11-12 · 1233 添加劑對聚砜膜結構的調控12-18 · 1234 凝固浴組成對聚砜膜結構的調控18-20 · 122 靜電紡絲制備聚砜膜

5、20-22 · 1221 靜電紡絲的歷史發(fā)展過程20 · 1222 靜電紡絲的過程、影響因素及實例20-22 · 123 聚砜膜的應用22-24 · 1231 混合物(液體、固體)分離22 · 1232 氣體分離22-23 · 1233 血液透析23-24 · 13 課題的提出24-26 · 131 課題提出24 · 132 研究內容24-25 · 133 本課題的意義25-26 · 第二章 聚砜平板膜的制備與結構表征26-45 · 21 前言26 · 22 實驗部

6、分26-29 · 221 實驗原料與儀器26-27 · 2211 實驗原料26-27 · 2212 實驗儀器27 · 222 聚砜平板膜的制備27 · 223 聚砜膜的表征27-29 · 2231 水通量27-28 · 2232 牛血清清蛋白截留率的測定28 · 2233 掃描電鏡分析28 · 2234 力學性能的測試28-29 · 23 結果與討論29-45 · 231 添加劑種類及含量對聚砜膜結構及性能的影響29-35 · 2311 聚乙烯吡咯烷酮的種類及含量對膜結構和性

7、能的影響29-35 · 232 非溶劑添加劑水對膜結構和性能的影響35-36 · 233 聚乙二醇(PEG)的種類及含量對膜結構和性能的影響36-44 · 233 凝固浴溫度對膜結構及性能的影響44-45 · 第三章 聚砜中空纖維膜的制備與結構表征45-58 · 31 前言45 · 32 實驗部分45-47 · 321 實驗原料與儀器45-46 · 3211 實驗原料45 · 3212 實驗儀器45-46 · 322 聚砜中空纖維膜的制備46 · 323 聚砜膜的表征46-47

8、83; 3231 水通量46 · 3232 掃描電鏡分析46-47 · 3233 力學性能的測試47 · 33 結果與討論47-58 · 331 聚砜濃度對聚砜膜結構及性能的影響49-51 · 332 添加劑種類及含量對聚砜膜結構及性能的影響51-54 · 3321 非溶劑添加劑水對膜結構和性能的影響51-53 · 3322 聚乙二醇(PEG)含量對膜結構和性能的影響53-54 · 333 凝固浴溫度及組成對膜結構及性能的影響54-55 · 334 空氣間隙對膜結構及性能的影響55-58 · 第

9、四章 聚砜復合纖維膜的制備以及脂肪酶在纖維膜上的吸附固定化及活性研究58-79 · 41 前言58 · 42 實驗部分58-64 · 421 實驗原料及儀器58-59 · 4211 實驗原料58-59 · 4212 實驗儀器59 · 422 聚砜超細纖維的制備59 · 423 聚砜超細纖維的后處理59-60 · 424 脂肪酶的吸附固定化60 · 425 脂肪酶載酶量的確定60-61 · 4251 Bradford方法檢測溶液中蛋白含量60 · 4252 BSA標準曲線的繪制60-61

10、 · 4253 載酶量的確定61 · 426 脂肪酶活性的測定61-64 · 427脂肪酶熱穩(wěn)定性的測定64 · 43 結果與討論64-79 · 431 靜電紡絲64-72 · 4311 電源電壓對超細纖維形態(tài)和直徑的影響64-66 · 4312 溶液流速對聚砜纖維形態(tài)和直徑的影響66-67 · 4313 接收距離對超細纖維形態(tài)和直徑的影響67-68 · 4314 添加劑濃度對超細纖維形態(tài)和直徑的影響68-70 · 4315 后處理條件對超細纖維形態(tài)的影響70-72 · 432 酶的吸附固定化72-79 · 4321 脂肪酶載酶量的測定72-73 · 43211 酶溶液中蛋白濃度的測定72-73 · 43212 BSA標準曲線的繪制73 · 4322 吸附時間對載酶量的影響73-74 · 4323 后處理對吸附量的影響74 · 4324 PEG-800或PVP濃度對吸附量及酶活的影響74-75