界面聚合反应有机溶剂对聚酰胺复合纳滤膜结构及性能的影响

作者：常娜; 高曌寰; 荆兆敬; 王海涛; 魏杨扬; 田欣霞; 张潇泰; 冯厚军; 王剑^*

来源：高分子材料科学与工程, 2022, 38(05): 32-42.

DOI：10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0103

• 聚酰胺
• 纳滤膜
• 小角X射线散射
• 界面聚合
• 相关性

聚酰胺复合纳滤膜的分离性能主要由聚酰胺分离层决定。在界面聚合反应过程中，有机相溶剂的物理性质影响两相单体在界面的溶解及扩散行为，使聚酰胺分离层微观形貌结构发生变化，从而改变膜性能。以异构烷烃混合型溶剂Isopar G,Isopar H,Isopar L和Isopar M为有机相溶剂采用界面聚合法制备聚酰胺复合纳滤膜，考察上述有机相溶剂对复合纳滤膜聚酰胺交联度、分离层微观结构和聚酰胺高分子链堆积程度的影响，通过分析有机相溶剂物理性质与纳滤膜分离性能、聚酰胺层结构参数之间的相关性，探究有机相溶剂对纳滤膜分离性能的影响机制。结果表明，有机相溶剂的表面张力与聚酰胺高分子团簇的分形维数(Dm)呈强相关性，相关性系数为-0.98;Dm与复合纳滤膜的水透过系数(A)呈强相关性，相关性系数为0.95，即通过选取表面张力较低的有机相溶剂，有利于提高聚酰胺高分子的分形维数，使聚酰胺具有更高的链密度，短分子链结构堆积更加疏松，从而制备具有更高水通量的聚酰胺复合纳滤膜。有机相溶剂的表面张力与A的相关性系数为-0.97，进一步印证了上述结论。

• 单位
  环境科学与工程学院; 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所; 天津工业大学