制备工艺对聚醚砜中空纤维膜外表面孔结构的影响

作者：沈诗雨; 赵东; 袁彬瑞; 陆才运; 蒋金虎; 邓启帆; 王贝; 沈春银^*; 戴干策

来源：工程塑料应用, 2023, 51(08): 57-65.

• 聚醚砜
• 中空纤维膜
• 外表面孔结构
• 平均孔径
• 孔径分布

以聚醚砜(PESU)作为膜基材，聚乙烯吡咯烷酮为致孔添加剂，N,N-二甲基乙酰胺为溶剂，水为非溶剂，采用非溶剂致相分离法制备了PESU中空纤维膜。依据膜丝外表面形貌结构表征，对膜丝外表面孔结构包括开孔率、平均孔径、孔径分布等参数进行了统计分析，研究了气隙高度及其相对湿度、纺丝牵伸倍数、凝固浴温度与喷板温度等工艺参数对膜丝外表面孔结构的影响。结果表明，在气隙高度30 cm、气隙相对湿度70%、牵伸倍数1倍、凝固浴温度70℃、喷板温度30℃的条件下，可制得外表面开孔情况较好的中空纤维膜；提高气隙高度或者气隙相对湿度都会增加膜丝外表面开孔率，在相对湿度为70%时开孔率可达18.13%，平均孔径达到最大值0.23μm，但孔径大小均匀性下降；随牵伸倍数的增加，外表面开孔率下降、孔径分布均匀性增加；凝固浴温度的升高有利于外表面开孔；喷板温度的升高则会使膜外表面开孔率下降甚至产生致密皮层。凝固浴温度为70℃时，膜的纯水通量达到530.6 mL/(m2·h·mmHg)。

• 单位
  华东理工大学; 化学工程联合国家重点实验室