《高分子材料加L工实验》 实验二十三 聚醚砜中空纤维的制备及性能测试 一、目的和要求 1、了解不同孔径的聚醚砜中空纤维膜的主要制备方法以及影响中空纤维膜质量的主要因 素： 2、了解测试中空纤维膜的方法，高分子材料的合成和有关纤维制备方面的基础知识。 二、实验原理 聚醚砜(PES)不对称膜的制备是利用聚合物溶液相分离，使PES溶液与非溶剂（沉淀剂） 接触，通过溶剂与非溶剂的相互扩散来成膜。通过研究不对称膜成膜机理，指导纺丝原液和 纺丝芯液的配制，以保证中空纤维膜的质量。 聚醚砜(PES)不对称膜的制备是通过溶剂与非溶剂的相互扩散来成膜。未加任何非溶剂 (沉淀剂)聚醚砜溶液是透明的，加入一定量非溶剂后，透明溶液会变浑浊，变浑浊时各组分 的含量，决定对应条件下发生相分离的临界点。 二元聚醚砜溶液在恒温搅拌下，缓慢滴加非溶剂，直到最后一滴使得原来透明的溶液骤 然变浑浊为止。溶液最终组成以重量分数表示。 (聚醚砜浓度应在11.5%±0.2%内)】 纺丝原液的质量直接影响至中空纤维膜的质量。不同孔径大小的中空纤维膜最主要的控 制因素就是纺丝液的配方，纺丝液的配方是纺制不同种类中空纤维膜的主要决定因素，配制 的纺丝原液需要经过处理才能使用。 中空纤维膜的纺丝过程是较为复杂的，中空纤维膜的尺寸和性能除主要受纺丝液组成影 响外，纺线工艺及参数多种因素的影响也很大。 ①纺丝液挤出速度 纺丝液挤出流量增大，膜的内、外径均增大，但是外、内径的比例OD/ID数值变化不 大，膜的厚度显著增加。结果造成膜的纯水透过率PP减小，对溶质截留率增大，中空纤维 膜的孔径变小。 ②纺丝芯液流速 芯液流速(F)对中空纤维膜的尺寸和性能都有较大影响。FR增大，膜的内、外径均 增大，而膜壁变薄，外、内径比例减小。膜的PP增大，而f减小，说明膜的孔径增大。 除纺丝原液组成外，芯液是影响中空纤维膜尺寸和性能的最主要因素之一。 ③空气段距离 干湿法纺丝工艺中，空气段距离(LAG)影响到初生纤维的成膜过程，影响了芯液和初生 纤维之间溶剂和非溶剂的扩散时间（进入外凝固浴之前）。 当PES溶液通过喷丝头毛细管后，在喷丝头出口处，粘性流体剪切流动中回复过来，并 在卷绕力作用力和其自身重力作用下伸展。LAG小，PES溶液很快进入外凝固浴成膜（纤维 径上的芯液中水的外流和外凝固浴中水的内流，以及溶剂的扩散，三者很快共同参加进来， 最终因液-液相分离形成多孔支撑层，使PP较大，f减小)。LAG大，初生纤维在卷绕和重 力作用下，高聚物堆积更紧密，并且重新排列成较稳定的状态，甚至可能取向和结晶，造成 膜平均孔径较小，分布更均匀，最终导致PWP逐渐减小，而对溶质的截留率f逐渐增大。 ④凝固浴温度 凝固浴温度升高，膜平均孔径变大，纯水透过率增大。 中空纤维膜从喷丝头出来的后继各阶段，应保持温度一致，特别是不能骤冷，纤维膜孔 从舒张状态遇冷突然收缩定形，致使膜平均孔径变小。 除纺丝原液组成、芯液外，凝固浴温度也是影响中空纤维膜和性能的最重要因素之一。 ⑤纤维卷绕速度(VFS) This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2flash.com for more information