PVP接枝PSF聚砜膜的亲水性改性.docx

1、PVP接枝PSF聚砜膜的亲水性改性1 引言 膜分离工程是一门科学，是人类在生产和科学领域中的一大进步。用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法，统称为膜分离法。膜分离法可用于液相和气相组分分离。对于液相分离，可用于水溶液体系、非水溶液体系、水溶胶体系以及含有其他微粒的水溶液体系1。 膜分离过程是一种新型、节能、不涉及相变的分离过程，它与过滤过程相类似，驱动力是压力或电场。为提高传质速率，有时需要加温，但总的能耗则大大降低，因此在水资源的再利用、纯水超纯水制备、特别是从废水废气回收相应资源直接保护环境方面得到了广泛应

2、用。对分离膜的研究，膜材料、制备技术是研究的重点。膜材料的发展很快，总体上分为两类：一是高分子分离膜材料，包括有纤维素衍生物类、聚砜类、聚酰胺类、聚酰亚胺类、聚酯类、聚烯烃类、乙烯类聚合物、含硅聚合物、含氟聚合物、甲壳素类等；二是无机膜材料，包括致密金属材料和氧化物电解质材料、多孔材料等。聚砜类材料是应用得很多的一类膜材料，是膜材料研究的热点。聚砜类树脂是聚砜是一种热塑性工程塑料，是一类在主链上含有砜基和芳环的高分子化合物，主要有双酚A-型聚砜、聚芳砜、聚醚砜、聚苯硫醚砜等。从结构上可以看出，砜基的两边都有苯环形成共轭体系，由于硫原子处于最高氧化状态，在高温下也保持优良的力学性能，长期使用温度

3、为160，短期使用温度190，加之砜基两边高度共轭，所以这类树脂具有优良的抗氧化性、耐水解、热稳定性和高温熔融稳定性。此外聚砜类材料还具有优良的机械性能、电性能、透明性和食品卫生性。因而，在超滤、微滤、反渗透、气体分离、醇/水分离、烯烃/烷烃分离、固定化载体、血液透析等方面得到了广泛应用。不同的膜有不同制备技术，目前大多数工业应用中还是以有机高分子非对称膜为主，主要包括两类：相转化膜和复合膜。相转化膜的制备方法主要有溶剂蒸发法、水蒸气吸入法、热凝胶法、沉浸凝胶法等；复合膜的制备方法主要有高分子溶液涂敷、界面缩聚、原位聚合、等离子体聚合等。PVP是聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpyrroli

4、done）的简称，是由NVP均聚而生成的聚合物，PVP分子式如右:（C6H9NO）n。PVP的结构中，形成链和吡咯烷酮环的亚甲基是非极性基团，具有亲油性，分子中的内酰胺是强极性基团，具有亲水作用。这种结构特征使PVP能溶于水和许多有机溶剂，PVP具有优异的溶解性、低毒性、成膜性、化学稳定性、生理惰性、粘接能力等。PVP的化学反应特性为其分子结构设计和官能团设计进而研发新型PVP基功能性高分子材料提供了条件。将PVP与聚砜高分子膜材料结合起来，保留聚砜的高强度及易成膜性，又利用PVP中的内酰胺弥补聚砜的疏水性，可以获得一系列性能独特，有广阔应用前景的复合膜材料，从而提高了其精细化工利用的价值。1

5、.1 聚乙烯吡咯烷酮的研究与利用现状1.1.1 聚乙烯吡咯烷酮的结构和性能聚乙烯吡咯烷酮（ Polyvinylpyrrolidone） 简称PVP，是一种非离子型水溶性高分子化合物，由N-乙烯基吡咯烷酮（ N-vinylpyrrolidone ,NVP） 在一定条件下聚合而成。PVP最初作为血浆增溶剂使用，在后来的研究中人们逐渐发现，PVP具有许多优良的物理化学性能，极易溶于水，安全无毒；能与多种高分子、低分子物质互溶或复合；具有优良的吸附性、成膜性、粘接性及生物相容性，而且热稳定性良好。目前它被广泛用于医药、化妆品、酿造、饮料、食品和纺织等领域。PVP由NVP均聚而成，其反应式如下: 商品P

6、VP是白色或乳白色的粉末固体，其平均分子量一般用K值表示，K值通常分为K-15、K-30、K-60、K-90，分别代表1万、4万、16万、36万的分子量范围。PVP无味、无臭、低毒，具有优良的生理惰性和生物相容性，对皮肤和眼均无刺激。 PVP的结构中，形成链和吡咯烷酮环的亚甲基是非极性基团，具有亲油性，分子中的内酰胺是强极性基团，具有亲水作用。这种结构特征使PVP能溶于水和许多有机溶剂，如烷烃、醇、羧酸、胺、氯化烃等。PVP具有显著的结合能力，可与许多不同的化合物生成络合物。它具有增溶作用，能增加某些基本不溶于水而有药理活性的物质的水溶性；具有分散作用，可使溶液中的有色物质、悬浮液、乳液分散均

7、匀并保持稳定；吸附作用，吸附在许多界面并在一定程度上降低界面表面张力。 PVP可从水、甲醇、乙醇等溶液中浇注或涂布成膜，薄膜是无色透明的，硬而光亮。PVP具有较强的吸湿性，其吸湿能力较羧甲基纤维素弱，但较聚乙烯醇强。许多具有乙烯基结构的不饱和化合物都可以与NVP发生共聚，共聚物的性能可以综合PVP和其他聚合物性能的优点。陈厚等在水和二甲基亚砜混合溶剂中，以偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂，聚乙烯醇为分散剂，合成了丙烯腈（AN）-NVP共聚物。刘郁杨等研究了用N,N-亚甲基双丙烯酰胺作交联剂，N-异丙基丙烯酰胺/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物水凝胶的合成与性能。NVP的交联聚合物称为聚乙烯聚吡咯烷酮，

8、根据交联度的不同，表现为超强吸水树脂、吸水凝胶和不溶物。史铁均等以NVP为单体，二乙烯基苯为交联剂，AIBN为引发剂，采用悬浮聚合法合成了性能稳定的交联聚乙烯基吡咯烷酮（PVPP）。美国专利6512066公开了制造低膨胀体积PVPP的一种方法。该方法分两步：（1）加热碱性低浓度混合物原位产生交联；（2）缩小反应器引发聚合反应，用该方法制造PVPP易分离纯化。 1.1.2 PVP单体的合成及进展聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的制备包括单体N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）的合成和聚合物PVP的合成，从文献报道的情况来看，由NVP聚合生成各种类型的聚合物及其应用的研究所占的比例较大2-4，而整个有关PVP的合

9、成研究领域的技术关键部分则是单体NVP的合成研究，PVP的每一种新工艺的开发都是以单体NVP合成新方法的突破为主体的。N-乙烯基毗咯烷酮（NVP）的合成主要有乙炔法和非乙炔法5。乙炔法即Reppe合成法是由德国著名化学家Reppe在二十世纪三十年代发明，并获得德国专利6。于50年代开始，美国的ISP公司和德国的BASF公司就用Reppe法生产NVP。最早由Reppe发明的NVP合成工艺是以乙炔为主要起始原料来合成NVP的，故而被称为乙炔法，也称Reppe法。进入60年代后，对NVP的合成研究趋于活跃。国外一些化学家在实验室研究探索新的合成路线，但未见有工业化报道。迄今为止，根据起始原料的不同，

10、PVP单体的合成可分为乙炔法、吡咯烷酮法、-丁酯法等7。乙炔法是德国化学家w.Reppe在20世纪30年代提出的。该方法8-11以乙炔、甲醛等为起始原料，经历乙炔的醛加成，催化加氢催化，脱氢成环，氨解，炔加成等五步反应。吡咯烷酮法合成NVP的原理是:直接以吡咯烷酮为原料，通过分子的加成反应，然后再加热消除一个分子而达到合成NVP的目的。例如:吡咯烷酮与羧酸乙烯酸酯、乙烯基醚、环氧乙烷等乙烯基化合物在催化剂的存在下加成反应，然后在加热的条件下使加成产物发生消除反应脱去羧酸、醇、水等分子物质而得到N-乙烯基吡咯烷酮。-丁内酯法是以-丁内酯和乙醇胺为起始原料，分两步进行:第一步为-丁内酯与乙醇胺在脱

11、水催化剂的存在下反应生成N-轻乙基毗咯烷酮简称NHP，70年代Kou12等人系统的研究了这一类反应的催化剂后的出结论，某些阳离子交换分子筛对-丁内酯的胺化反应有较理想的催化活性和选择性，并进行了动力学研究，探讨了催化反应的机理，认为阳离子的酸性强弱及N原子上取代基团的立体效应是影响催化剂活性及选择性的两个因素；第二步是N-轻乙基毗咯烷酮合成N-乙烯基吡咯烷酮，这一步较早的研究是先把N-轻乙基吡咯烷酮转化为氯乙基吡咯烷酮，再脱除氯化氢得到N-乙烯基吡咯烷酮13-14。显然，取代NHP分子内轻基的基团必须满足一定的条件，即在温和的条件下既容易取代NHP分子内的轻基，又要能比较容易地从中间产物分子中

12、脱去，达到较高的收率。该法的关键是卤代剂的选择，用SOCl2为卤代剂，反应为强放热反应，需要冷却装置以控制温度，反应还需要加有机溶剂苯，且反应产生副产物二氧化硫需要除掉，而且-丁内酯作为一种化工原料本身价格较贵，增加了成本，所以，用于实际生产中还是不理想。崔英德等15通过研究选择了便宜易得的盐酸作为卤代剂，反应不需要冷却装置，不需要加无机或有机溶剂，副产物为水，减少了后处理的麻烦而又不影响收率。在-丁内酯法合成N-乙烯基吡咯烷酮的研究中，也有直接用N-经乙基吡咯烷酮催化脱水得到N-乙烯基吡咯烷酮的报道16-21，即-丁内酯直接脱水法。N-乙烯基吡咯烷酮的合成方法除以上介绍的乙炔法、吡咯烷酮法、

13、-丁内酯法等几种主要方法外，还有顺配法、琥珀酸法及未来很有生命力的一步法。 我国NVP的研究工作始于80年代，迄今为止，研究的焦点仍然在单体NVP的催化合成上。例如:浙江省化工研究院1980年开始研究用-丁内酯法和乙醇胺经催化脱水合成NVP的生产技术。1987年河南博爱精细化工厂和浙江化工研究院联合进行中试，产出合格的工业级NVP；1997上海胜浦新材料有限责任公司在中国山东省东营市开发区建设1500吨N-乙烯基吡咯烷酮和1000吨聚乙烯基毗咯烷酮的生产基地和技术应用推广，生产过程通过计算机控制得到实现，是世界唯一一套利用-丁内酯法和乙醇胺经氨解催化脱水再引发聚合生产PVP系列产品的大规模生产

14、装置，技术水平处于世界领先地位，该公司是迄今亚洲最大规模的N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）和聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）的生产商；杭州南杭工贸有限公司是中国最大的NVP及PVP系列产品的研发、生产和销售的高新技术企业，包括杭州胜华高分子材料厂、南京南杭化工新材料有限公司、河南辉县永升精细化工有限公司等三家生产工厂及南杭（香港）有限公司。其他如北京清华永昌化工有限公司也开发出了NVP中试产品。1.1.3吡咯烷酮的发展及应用（1）在医药卫生中的应用聚乙烯吡咯烷酮具有优异的生物相容性，对皮肤、粘膜和眼睛等不形成任何刺激，因此PVP在医药领域应用广泛。如PVP作为难溶药物的共沉淀剂可以提高药物的溶解度和溶解

15、速度，提高疗效，减小剂量。PVP的N-H或O-H键能与许多药物形成分子间的缔合作用，通过该缔合作用可以控制药物的释放时间和作用强度，延长药物（如消炎痛）在体内的释放和吸收时间，从而起到延效和缓释的作用。在药物成膜剂中加入PVP，PVP的高粘接力可以提高包衣对药物基料的粘着力，其优良的分散性使包衣悬浮液的稳定性增加，还可以防止干燥时包衣膜表面出现微裂纹。PVP粘接能力强，与人体相容性好，溶解能力强，在阿司匹林、扑热息痛等多种药品中用作粘接剂。（2） 在日用化工中的应用PVP具有极低的毒性和生理惰性，它对皮肤和眼睛无刺激，使其在医药领域上有长期的使用记录，所以PVP用作化妆品等很安全。目前在日用化

16、工领域中，PVP主要用于洗涤剂、化妆品护肤滋润剂、脂膏基料染发分散剂和泡沫稳定剂等。PVP的C-N-CO 基团与蛋白质的肽键性质相似，对头发和皮肤都有良好的保护作用，其单体NVP与醋酸乙烯的共聚物可用作多种护发用品的成膜剂和定型剂。NVP与长链-烯烃共聚生成具有表面活性的成膜剂，具有抗水和防潮等特性；形成的薄膜具有水溶性，且透明清晰、光亮挺硬，已经取代以往使用的天然虫喷发胶。随着研究的深入，PVP共聚物树脂类发胶正在蓬勃发展，已开发出聚乙烯吡咯烷酮、醋酸乙烯和丙烯酸酯三元共聚体产品及NVP 与乙烯基己内酰胺、三甲基异丁烯酸酯三元共聚物等，在高固含量下仍能保持良好喷雾成膜特性，其固发、护发效果进

17、一步提高。PVP具有良好的保湿性能，在乳液中具有保护胶体的作用，可用作脂肪性和非脂肪性膏体的稳定剂。在香波中加入PVP可使泡沫稳定，头发有光泽，容易梳理。PVP用在灭菌香波中可有效减少药物对皮肤、眼睛的刺激。在剃须膏中配入PVP，能促进胡须的软化和增加润滑。在染发液中加入适量的PVP，可调整染发液的色彩并增加色泽的持久性。交联PVP具有消炎、去毒、镇痛作用，将它用在护肤制品中，能镇痛并减少刺激，对皮肤发炎、红斑、痔疮有治疗作用，在营养疗效化妆品中可有效延长渗透和滞留时间，起润肤和护肤作用。可用于制作皮肤抗皱化妆品及掩盖皮肤疤痕、缺陷的美容霜。NVP与苯乙烯的共聚产品是优良的防晒剂，在防晒化妆产

18、品中加入此PVP聚合物可改善其应变接触性和流变性，并有助于防晒药物的溶解分散。PVP用在唇膏、眼影、睫毛油中可降低色素及某些成分对皮肤的刺激73。PVP用于牙膏可以去除牙齿上的烟垢和其他污物，且具有洁白牙齿、预防牙蚀斑、治愈牙龈炎和口腔疾病的良好功效。（3） 在食品工业中的应用1986年世界卫生组织报道，尽管低水平的联氨可能引起致癌反应，但大量数据表明，聚乙烯吡咯烷酮本身不会致癌，公开PVP良好的生物安全性。PVP在食品工业中的应用主要有以下方面：用作啤酒和果汁的稳定剂和澄清剂，由于啤酒中的多酚类物质可以与铁生成红色络合物，严重影响啤酒的外观和货架寿命，具有良好络合性的聚乙烯吡咯烷酮能选择性吸

19、附多酚类物质，从而达到澄清稳定的作用。用PVP处理后的啤酒，其货架寿命可达1年，且风味、泡沫稳定性不变。聚乙烯吡咯烷酮可用于非营养型甜味佐料的浓缩与稳定，以及对维他命和矿物质成分的浓缩提取。还可用作各种食品的包装材料，采用PVP有利于包衣过程的自动化生产，可降低包衣成型时间。（4） 在纺织染整工业中的应用 PVP与许多有机染料有很强的亲和力，主要是由于PVP分子中的内酰胺结构与染料中的羟基、氨基等有机官能团结合。它可与聚丙烯腈、酯、尼龙和纤维性材料等疏水性合成纤维结合，大大提高其染色力和亲水性。PVP还可用作织物的抗尘污剂、剥色剂、染料快速还原剂和颜料的缓冲剂和分散剂。PVP与尼龙接枝共聚后，

20、生产的织物改善了抗湿皱性能和防潮性，而且在PVP存在下，大多数染料变得易溶解于水，增加了染料的染色能力，并使染整的纤维光泽鲜艳、持久22。（5） 在其他领域中的应用PVP的成膜性和多中心吸附功能，使其在金属缓蚀剂方面得到应用。JIAN GUO 等研究PVP对H3PO4中低碳钢有腐蚀抑制作用，发现PVP对金属腐蚀的抑制过程并非仅与聚合物的化学吸附作用有关，还存在其他因素阻止铁和铝在酸性溶液中的阳极电解，从而抑制阴极上金属的腐蚀速度23。其他研究发现，金属腐蚀速率随PVP加入量的增大而降低，且小分子量PVP比大分子量PVP对铁或铝的保护作用强。PVP影响阴离子、阳离子和非离子表面活性剂及其复配物的

21、增溶能力和吸附能力。Purcell IP等利用中子测谱术，研究PVP对表面活性剂十二烷基磺酸钠（SDS）溶液的空气/水界面吸附作用的影响，发现在低浓度SDS溶液中，PVP加入量越多，界面吸收量越高：而在高浓度SDS溶液中，未加PVP的溶液其界面吸收量高于加PVP的吸收量24。 PVP能提取植物组织中高质量的RNA（核糖核酸）及DNA（脱氧核糖核酸），从而进行物种优选或者提取其精华部分以入药。提取过程中植物组织内的酚类物质容易与RNA/DNA共沉淀，影响提取纯度，PVP能够与酚类物质结合，提高提取效果。目前研究中加入的PVP主要有不溶性高分子量PVP及分子量在40000左右的可溶性PVP。 PV

22、P具有交联网络多孔结构，可用作催化剂载体。目前国内研究较多的是用PdCl2、CuCl2及SnCl4等制备的PVP负载双金属催化剂，主要用于难溶于水的有毒芳香氯化物的脱氯加氢催化反应中，研究发现，此类催化剂能有效降低反应活化能，并减小环境污染。 在制备有机/无机复合纳米材料时，金属化合物通过化合键或氢键作用与PVP络合，有助于金属颗粒沉积成膜。这种高分子/无机粉末促进电荷转移，从而用作光致变色材料；PVP与Ag+络合沉积作用能促进Ag+还原，形成大量微小颗粒；同时金属Ag与PVP之间仍存在表面化学键，从而阻止细小颗粒团聚成块，形成的膜起到保护金属的作用。PVP在油回收方面用作添加剂可起增粘作用，

23、延长凝结时间，减少流体损耗。PVP是非常稳定的酸性胶凝剂，它对盐浓度敏感，在含水的粘土区域，特别适用于盐浓度高的聚合物驱油过程中。PVP与其他有机物配成水溶液注入油井，可提高油田的采油率。PVP可用于防护胶体和卤化银悬浮剂的制造，在卤化银显影过程中，使用PVP做助剂，有助于降低粘度，增强覆盖力，可避免双色斑点的产生。 利用交联PVP涂层的毛细管柱，对于烃类、含氧添加剂以及很多混合物都有良好的分离效果，是一种优异的多孔高聚物毛细管柱。在液晶材料中加入PVP，其交联网络结构能够增加材料的机械剪切力，提高对显示信号、电磁波的反应速度，提高对信号反应的稳定性25。1.2 聚合物膜的制备方法 膜分离技术

24、的核心是分离膜。衡量一种分离膜有无实际应用价值，要看是否具备以下条件:（1）较高的截留率（或高的分离系数）和高的通量；（2）强的抗物理、化学和微生物侵蚀的性能；（3）好的柔韧性和足够的机械强度；（4）使用寿命长，适用PH范围广；（5）成本合理，制备简便，利于工业化生产。 许多有机高分子都可以做成薄膜，但是若要制备有适用价值的分离膜，除了选择合适的膜材料外，同样重要的是必须找到一种使其具有适当结构的制造工艺技术。聚合物膜的制备方法主要有一下几种:a L-S相转化法 L-S相转化法是通过均相制膜液中的溶剂蒸发、或在制膜液中加入非溶剂、或使制膜液中的高分子热凝固，使制膜液由液相转变为固相。用该法制备

25、超滤（UF）膜，关键是选择合适的膜材质、铸膜液配方（包括聚合物浓度、溶剂、添加剂种类及含量等）及铸膜工艺条件。此种方法是目前应用最为广泛的一种制膜方法。b 拉伸法 该方法是将部分结晶化聚合物材料（如聚四氟乙烯、聚乙烯等）挤压膜或薄片沿垂直于挤压方向拉伸，使结晶区域平行于挤压方向，在机械应力作用下，会发生小的断纹，从而得到多孔结构。该方法制备的膜的孔隙率较大，且只有（半）结晶材料才能用这种方法制膜26-28。c 烧结法 烧结是一种简单的制备多孔膜的方法，有机膜和无机膜都可以用此方法来进行制备。烧结法的过程为将一定大小颗粒的粉末进行压缩，然后在高温下烧结，控制温度和压力使粉粒表面熔融而不全熔，颗粒

26、间的界面消失从而相互纠结形成多孔材料，再进行机械加工而成膜。许多聚合物粉末如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等，金属如刚、钨等，陶瓷如氧化铝、氧化铅等，石墨以及玻璃都可以用此种方法进行制备。所制备的膜的孔径取决于粉末的颗粒大小及分布，颗粒大小分布越窄，则所制成的膜孔径分布也越窄。一般来讲，由此方法制备的膜的孔径大约为0.110m。烧结法的主要优点是由此方法制备的膜均具有良好的化学稳定性、耐热性以及机械稳定性。d 刻蚀法 刻蚀法是指由放射性同位素裂变而产生的碎片撞击和穿透某些固体材料，以形成细小的径迹。利用此法将矫正的平行放射源照射膜材料，然后用侵蚀液将膜孔扩大，形成多孔膜，膜孔结构一般为圆柱状平行孔

27、。 由此方法制备膜时，膜材料的选择主要取决于所能得到的薄膜厚度和所使用的辐射强度。制备的膜的孔隙率取决于辐射时间，而孔径由侵蚀时间决定。如将聚碳醋酸纤维膜接受垂直于薄膜的高能粒子辐射，在辐射粒子的作用下，聚合物受到损害形成径迹，然后将此薄膜浸入酸或者碱中，径迹处的聚合物材料被腐蚀掉形成孔径分布很窄的均匀的圆柱形孔。e 复合法 复合法是也是目前使用的较多的制备超滤膜的方法，即在基膜上复合上一层具有纳米级孔径的超薄表层。基膜作为支撑层，而决定膜特点和分离性能的是复合层，即超滤薄表皮层。复合膜的优点是可以通过选取不同的材料制备基膜和复合层，使它们的性能达到最佳。1.2.1 L-S相转化法介绍 自20

28、世纪60年代初，Loeb-sourirajan29成功制备不对称反渗透醋酸纤维膜（CA）以来，该制膜方法仍是现代主要制膜方法之一。对于超滤膜而言，从初期的不对称CA膜扩大到现在的聚砜膜（PSF）、聚丙烯腈膜（PAN），聚醚砜（PES），聚偏氟乙烯（PVDF）等以及各种高分子合金超滤膜，膜截留分子量为1000100000。可广泛应用于电子、食品、医药和环保等各领域。 所谓相转化法制膜，就是配制一定组成的均相的聚合物溶液，通过一定的物理方法改变溶液的热力学状态，使其从均相的聚合物溶液发生相分离，最终转变成一个三维大分子网络式凝胶结构。这种三维网络状大分子凝胶即构成分离膜。相转化法根据改变溶液热力学

29、性质方法的不同可分为以下几种:溶剂蒸发相转化法、热致相转化法、气相沉积相转化法和浸入沉淀相转（ImmersionPreeiPitation）。其中浸入沉淀相转化法制备工艺简单，能够更好地调节膜的结构和性能，是制备微滤膜和超滤膜最广泛的一种方法。 相转化法成膜一般可以分为三个阶段:（1）解过程 这一阶段膜液仍然保持均相状态。在制膜过程中制膜液中形成浓度梯度，这一阶段刮制或流延成膜的制膜液仍保持均相状态。这种浓度梯度形成的原因可能是由于溶剂向周围环境扩散以及非溶剂向制膜液扩散引起的。（2）分相过程 随着体系对聚合物溶解能力的持续下降，这一阶段制膜液变得热力学不稳定，从而发生相分离。根据制膜液组成不

30、同，主要发生两种相分离过程:对于非晶态聚合物，主要发生液一液相分离:对于结晶聚合物则可能发生液一液分相、固一液分相或者发生两种相分离的混合过程。这一过程是决定膜孔形成的关键步骤，是控制膜性能的重点。（3）相转化过程 这一阶段包括膜孔的凝聚，相间流动及聚合物富相的固化。对于无定型聚合物发生玻璃化转变，对于结晶性聚合物也可发生结晶从而固化。 平板膜的制备通常是将聚砜溶解，形成溶液，静置脱泡，用刮刀将聚砜溶液平铺到基体（如:玻璃板）上，形成初生态膜，然后将初生态膜浸入凝固浴中进行溶剂与非溶剂的交换成膜。1.2.2 聚砜膜的改性方法 聚矾膜广泛用于超滤、反渗透和气液分离中。由于聚矾的疏水性，会出现严重

31、膜污染问题。主要是蛋白质在聚讽膜上的不可逆吸附，可以使超滤膜的通透率下降30%以上。聚合物改性30就是用物理的、化学的方法来改变已存在的各种聚合物的性能。通过改性的方法制备亲水膜是改善膜性能的重要途径。通常有以下两种方法来实现这个目标。（1）共混改性共混改性是一种较为简单的改性方法，它是将一种亲水性的高聚物加入到铸膜液中共混以形成相对亲水的表面。与其他方法相比，共混改性具有可操作性强、成本低、材料选择范围广、可调节参数多等优点，己被广泛应用于聚合物改性领域。通过改变不同的合金体系、制备的分离膜的抗污染性能、选择性、通透量、膜阻力、结构形态、机械强度等也随之变化。通过实验确定各个参数的最佳组合，

32、可以制得性能更优或者具有某些新性能的分离膜，因此共混改性已成为膜材料改性研究热点31。这种方法所成膜最初的孔径及其分布易于保持，并且亲水性的成分能均匀地分布在膜的表面和中间。然而，共混膜的一个明显的缺点是亲水性的成分可能会被洗脱出来。（2）表面改性膜的表面改性的方法很多32，如接枝、等离子体处理、离子束辐射、超声波辐照、加入表面活性剂、臭氧处理等。通过表面改性改善膜的通量、亲疏水性质、抗污染性能和膜的微观结构形态，其效果比共混改性更加直接，因此表面改性的研究有超过共混改性的趋势。接枝是利用催化剂、紫外线诱导、等离子体活化表面等方法使膜的表面接上某种单体，因为单体上含有功能基团，使膜具有相对应的性能33，主要有化学接枝、光接枝、辐照接枝。由于表面接枝改性主要是在膜的表面进行，不会破坏膜基体的结构和性质，因此即使在水溶液中使用，憎水的基膜仍能保持良好的机械和化学稳定性，因而，表面接枝改性的方法在膜材料的