二甲基亚砜和DM 沸点较高,溶剂脱 除速度慢, 湿膜在空气中暴露时间长, 膜结构可能 不均匀, 如以 DM 为溶剂制得的膜在测试中经常发生破裂情形。 而丙酮沸点低, 蒸发时间短, 得的复合膜结构平整均一,测试性能良好, 故而选 择丙酮为 CA 制膜液的溶剂。 制膜液浓度对膜分离性能的影响实验发现, 铸膜液中高聚物浓度对膜性能的 影响很大。如表 所示。制膜液浓度过高, 复合膜活性表层较厚, 组分 通过膜的传质阻力增大, 影响渗透流率。但铸膜液 浓度过低, 成膜后分子间作用不牢固, 影响膜结构 的稳定性和强度。在较理想的浓度范围内, 溶液中 每个分子充分伸展, 成膜后形成纵横交错的网状 底膜水通量与甲醇通量关系测试条件: 进料甲醇浓度: 料液侧温度:25, 下游压力: 150P 结构,膜的机械性能和渗透性能较好。 如表中的试样i 、III CA浓度对膜分离性能影响 (下游真空度: 150P 制膜液溶解静置脱泡时间CA 在溶剂中的溶解和静置脱泡时间对膜分离性能的影响如表 间的延长,聚合物分子和溶剂间得到充分的互溶。用这样的膜液制备复合 膜表层, 获得的分离层结构均匀, 高分子链段排列规整, 对体系有较好的渗透分离作用。 CA 含量 温度 进料浓度MeO III1V 208007349 膜液溶解静置脱泡时间对膜分离性能的影响(进料中甲醇浓度: 3% 温度:34, 下游压力: 200P 溶剂蒸发时间固定其它成膜条件, 做溶剂蒸发时间从短到长依次为 三张膜,并在相同料液 浓度范围内测其分离性能。 如表 溶剂蒸发时间对膜分离性能的影响(测试条件同表 溶剂蒸发时间过短,膜内的结构还没完全形成。 延长溶剂蒸发时间, 有利于形成均匀的膜 结构。但溶剂蒸发时间不宜过长。否则活性层过于致密甚至形成过多晶区, 且聚合物与空气接 触的表面容易收缩、发干, 造成渗透流率大幅度下降。 分别是甲醇通过CA 膜、PV 膜的渗透通量与进料甲醇浓度的关系。在实验中,甲醇浓度一般低于 3% 。从图可见, 随料液中甲醇浓度的升高, 甲醇通量随之增大。从图上看, 相同进料浓度下, CA 膜对甲醇的渗透通量是 PV 试温度是25, 45。从后面的实验结果可以看到,PV 若同样在25下, 其渗透通量将大为降低。 这从实验上证明了前面膜材料选择中的预测: CA膜进料浓度与通量关系 (25) 膜进料浓度与通量关系(45) 材料对组分的溶解能力越强, 制得的膜对组分渗透性能越好。当增塑剂甲醇在进料中的浓度增 溶剂蒸发时间 进料甲醇浓度 23067210. 19 溶液静置时间甲醇渗透量 5187171. 91 甲醇/正己烷的渗透汽化分离的研究67 其对膜的溶胀作用加强,膜中高分子链段在其主链附近自由移动能力提高; 甲醇蒸气的 分压也随之升高, 传质推动力增大。 这些都有利于小分子甲醇更多的通过, 而当甲醇进料浓度 下降后, 高分子链间隙变小, 膜相对收缩, 限制了甲醇的扩散, 渗透通量变小。 下游压力=150P 是不同温度下甲醇通过CA /PA 复合膜的渗透通量。随进料温度升高,膜上料液组分蒸气压升高, 渗透物通过膜时的传质推动力增大。