非溶劑添加劑對PES/NMP鑄膜液性質(zhì)的影響

第21卷第5期膜科學(xué)與技術(shù)Vo1.21 No.52001年10月MEMBRANE SCIENCE AND TECHNOLOGYOct. 2001文章編號:1007- 8924( 2001 )05- 0001 - 06非溶劑添加劑對PES/NMP鑄膜液性質(zhì)的影響李戰勝江成璋’(中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所,大連116023 )摘要:依據文獻報道的PES/NMR(聚醚砜/N -甲基吡咯烷酮)制膜體系的濁點(diǎn)數據和特性粘數,從傳統的宏觀(guān)熱力學(xué)和鑄膜液中高分子的構象兩方面討論了非溶劑添加劑的種類(lèi)和加入量(鄰近比對PES/NMP鑄膜液性質(zhì)的影響.非溶劑添加劑改變了PES/NMP鑄膜液的熱力學(xué)性質(zhì)和PES分子的構象.這種效應依非溶劑種類(lèi)的不同而顯著(zhù)不同.非溶劑添加劑對鑄膜液性質(zhì)的影響不僅表現在種類(lèi)的差別上，也和無(wú)因次量一鄰近比密 切相關(guān).鄰近比可以表征鑄膜液的熱力學(xué)狀態(tài)和混合溶劑的質(zhì)量.鑄膜液的鄰近比增大混合溶劑的質(zhì)量下降鑄膜液的熱力學(xué)穩定性降低,PES分子的構象也由舒展狀態(tài)逐漸收縮.聚合物分子的構象對成膜過(guò)程的影響十分顯著(zhù)研究成膜機理不能忽視非溶劑添加劑對鑄膜液中高分子構象的影響.關(guān)鍵詞:非溶劑添加劑;溶劑質(zhì)量;熱力學(xué)相互作用參數;構象中圖分類(lèi)號: TQ028.8文獻標識碼:A在相轉換法制備聚合物膜的過(guò)程中非溶劑添粘數,以PES/NMP為制膜體系,H2O 和3種醇類(lèi)非加劑常用來(lái)調整鑄膜液的配方,改善膜結構從而獲溶劑正丁醇( 1- butanol ,簡(jiǎn)稱(chēng)BuOH),乙二醇( E-得高性能的聚合物膜1-3].因此非溶劑在成膜過(guò)gOH和一縮二乙二醇( DegOH )為非溶劑添加劑籍程中的作用也一直是成膜機理研究的重要課題之助于鄰近比1]的概念從溶劑質(zhì)量的觀(guān)點(diǎn)討論了非一.非溶劑的加入不僅改變了鑄膜液的熱力學(xué)狀態(tài)，溶劑添加劑和濁點(diǎn)線(xiàn)位置、特性粘數以及Flory-而且對凝膠過(guò)程中非溶劑和溶劑的交換速率的影響Huggins相互作用參數之間的關(guān)系,試圖從聚合物也很大..三元相圖是研究聚合物膜形成機理的有效溶液的角度研究非溶劑添加劑對鑄膜液性質(zhì)的影手段.通過(guò)三個(gè)二元相互作用參數一非溶劑 -聚向.合物之間的相互作用參數X13、 溶劑-聚合物之間1實(shí)驗部分的相互作用參數23及非溶劑-溶劑之間的相互作用參數X12或( g12 ) ,Flory - Huggins理論可以很好實(shí)驗所用的聚醚砜( Ultrason" E 6020P )由德國地描述三元鑄膜體系的熱力學(xué)性質(zhì)4~7].加入非溶BASF公司提供，重均分子量為58 000 ,分散度為劑降低了混合溶劑的質(zhì)量,改變了鑄膜液的熱力學(xué)3.6.使用前在150C 0.1 MPa真空度下干燥12 h.狀態(tài)鑄膜液中高分子的構象也相應發(fā)生變化.而高NMP和乙二醇為分析純.所用試劑經(jīng)500C Ah烘分子構象的變化對成膜過(guò)程產(chǎn)生的影響是成膜機理干的5A分子篩脫水處理.研究的文獻中尚較少涉及的.采用稀釋型Ubbelohde玻璃毛細管粘度計在對于聚醚砜(PES)這種普遍使用的膜材料，文(25土0.005)C測量PES在EgOH/NMP混合溶劑獻中有許多濁點(diǎn)數據7~12和特性粘數8]報道.在前中的中國煤化工合溶劑采用不同毛細人工作的基礎上,本文測定了PES在乙二醇( E-管徑TYHcNMHG混合溶劑的流動(dòng)時(shí)間gOH )VN-甲基吡咯烷酮( NMP混合溶劑中的特性to> 100s，以保讓動(dòng)能校止可以忽略.詳見(jiàn)文獻8]收稿日期:2000-08- 11 ;修改稿收到日期:2000 - 09 - 28作者簡(jiǎn)分蠢輔勝( 1971~ ),男,河南省濟源市人，博士研究生、* 通訊聯(lián)系人。2●摸科學(xué)與技術(shù)第21卷作用參數x13.雖然可以通過(guò)溶脹、吸附、光散射實(shí)2結果及討論驗13或者由濁點(diǎn)數據擬合6]得到X13 ,但各種方法2.1 非溶劑添加劑對鑄膜液熱力學(xué)性質(zhì)的影響得到的x13并不一致.如表1所列的H2O- PES之文獻7,8,10,11]報道的4種三元制膜體系間的相互作用參數x13從1.5到2.73 ,差別較PES 3 )NMP( 2 y非溶劑1 )的相圖如圖1所示.大81114].筆者提出了-種從特性粘數推算x13的PES方法8]相圖計算證實(shí)該方法可以得到可信的非溶0.00x 1.00劑- PES之間的相互作用參數x13.如表1所示在PES/NMP/非溶劑三元制膜體系中隨著(zhù)加入非溶0.25t 0.75劑的不同,即從聚合物的強凝膠劑”到溶脹劑”x13的值依如下次序遞減:HO- > BuOH- > EgOH→0.50DegOH這與Flory-Huggins溶液理論所預期的結果是一致的. xi3值的大小表征了非溶劑的強弱,反0.75映了出現相分離時(shí)混合溶劑中允許非溶劑存在的數量,可以作為非溶劑改變混合溶劑質(zhì)量能力的一種1.0040.000.00度量.當x13值較小時(shí)混合溶劑中允許非溶劑存在NMP非溶劑的量就大濁點(diǎn)線(xiàn)離聚合物-溶劑軸較遠.表1非溶劑-聚合物之間的相互作用參數X13非溶劑-聚合物X13圖1 PES/NMP/非溶劑體 系的濁點(diǎn)數據H2O- PES1.571,1.54812. 731112.6f14]0- -PES/NMP/H2078.10UJ;O- -PES/NMP/BuOH8.11];BuOH- PES. 1.148]v- PES/NMP/DegOH8];O- PES/NMP/EgOH11]EgOH- PES1.09采用不同的非溶劑添加劑,濁 點(diǎn)線(xiàn)在相圖中的_DegOH- PES0.91[8]位置顯著(zhù)不同相分離時(shí)非溶劑/溶劑質(zhì)量比也有很選擇不同的非溶劑不僅改變了x13的大小同大差異.含.強凝膠劑”H2O的鑄膜液的濁點(diǎn)線(xiàn)離時(shí)也影響著(zhù)非溶劑一溶劑之間的相互作用參數PES-NMP軸最近,含溶脹劑”DegOH的則離g12. EgOH/NMP二元體系的g12 由汽液平衡數PES - NMP軸最遠. PES/NMP/H2O體系的濁點(diǎn)組據15]擬合[8]其余體系的812來(lái)自文獻[ 8] g12和成中非溶劑/溶劑質(zhì)量比僅為0.136,PES/NMP/NMP的體積分率(中2 )之間關(guān)系的采用如下函數5]DegOH體系的濁點(diǎn)組成中非溶劑/溶劑質(zhì)量比卻高關(guān)聯(lián)所得到的系數a、b和c列于表2中.達1.37是PES/NMP/H2O體系的10倍.說(shuō)明相分(1)離時(shí)PES/NMP/DegOH體系可以容納更多的非溶812=a+ 1-C中2劑不同的非溶劑添加劑對鑄膜液熱力學(xué)性質(zhì)的影表2非溶劑 -溶劑之間的相互作用參數812響存在顯著(zhù)差異. Altena和Smolders 4采用Flory -非溶劑-溶劑g1Huggins理論計算三元體系的相圖,指出濁點(diǎn)線(xiàn)靠H2O- NMP0.37594 0. 180890.792 95+近聚合物-溶劑軸則非溶劑-聚合物之間的相互作BuOH- NMP 0. 388990.41662 0.47532 +用參數x13值較大非溶劑和聚合物的親合性較差;EgOH- NMP 0. 030 72-0. 42061 0.82950g12增大則兩相區變小.也就是說(shuō),不同的非溶劑添DegOH - NMP-0.1844 -0.81009 0.74672加劑對鑄膜液熱力學(xué)性質(zhì)的影響可以通過(guò)x13和中國煤化工圍內,H2O- NMP和.g12來(lái)表征.因此,準確可靠的二元相互作用參數就BuOMYHCNM HG數為正值;EgOH -成為運用Flory-Huggins理論研究鑄膜液相行為NMP和DegOH- NMP的相互作用參數為負值意的前提條件.通常,g12可由汽液平衡數據擬合得味著(zhù)EgOH和NMP以及DegOH和NMP之間存在到48.13].x23可以由光散射、滲透壓或吸附實(shí)驗獲非常強烈的相互作用.當g12為正值時(shí),兩相區面積得713].最難確是的是非溶劑-聚合物之間的相互隨g12增大而減小,這與Altena和Smolder5 4]的相第5期李戰勝等:非溶劑添加劑對PES/NMP鑄膜液性質(zhì)的影響圖計算結果相吻合.但當g12為負值時(shí)情況正好相DegOH含量的增加混合溶劑質(zhì)量逐漸變差特性反，.例如,PES/NMP/DegOH體系的g12最小濁點(diǎn)粘數呈現較為緩慢的下降趨勢,出現相分離時(shí)混合線(xiàn)離聚合物-溶劑軸卻最遠,兩相區面積最小這或溶劑中DegOH的含量較高.總之,鑄膜液中加入不許是由于812<0且x13較小,使得PES周?chē)霈F同的非溶劑添加劑,PES在相應的混合溶劑中的特DegOH的幾率減小PES處在相對溫和的環(huán)境中的性粘數的下降速率明顯不同反映了不同的非溶劑結果.需指出的是,Altena 和Smolder5 4的計算并沒(méi)添加劑對PES構象的影響顯著(zhù)不同.考慮8g12<0的情況.顯然選擇不同的非溶劑將同0.7時(shí)改變81和X13二者共同影響濁點(diǎn)線(xiàn)的位置.0.6巨0.5它0.4- 92035- 0.20.4).63F0.2 0.4 0.6 0.8 1.0中圖3 PES 在混合溶劑中的特性粘數0-H2O/NMI#8];O- -BuOH/NMId8];圖2非溶劑-溶劑之間的相互作用參數812v-DxgOH/NMP8];O- -EgOH/NMR(本文實(shí)驗數據)O-H2O/NMP ;O-BuOH/NMP ; V-DegOH/NMP ;2.3鄰近比a.對鑄膜液性質(zhì)的影響0-EgOH/NMP非溶劑添加劑對PES/NMP鑄膜液的熱力學(xué)性2.2非 溶劑添加劑對特性粘數的影響向鑄|膜液中加入非溶劑添加劑混合溶劑的質(zhì)質(zhì)和PES構象的影響不僅與其種類(lèi)密切相關(guān)而且量變差.改變溶劑質(zhì)量必然影響聚合物在溶液中的與其加入量有關(guān).非溶劑添加劑種類(lèi)不同允許加入構象.溶液中高分子的構象可以通過(guò)光散射實(shí)驗、粘的絕對量可以有很大差異.采用無(wú)因次量一鄰近度定律以及統計鏈模型來(lái)表征16.17]. 在不同溶劑中比df 1]可以更好地表征非溶劑添加劑的加入量對鑄高分子采取不同的構象線(xiàn)團的擴張程度不同特性膜液性質(zhì)的影響.鄰近比a定義為鑄膜液中非溶劑粘數也不相同.因此本文以特性粘數的變化來(lái)討論和溶劑的質(zhì)量比與該體系濁點(diǎn)組成中非溶劑和溶劑非溶劑添加劑對鑄膜液中高分子構象的影響.的質(zhì)量比之間的比例.鄰近比a在0~1之間取值,25C時(shí),PES在4種不同混合溶劑體系一該值代表鑄膜液距離相分離線(xiàn)的遠近表征鑄膜液H2O/NMP、BuOH/NMP、EgOH/NMP和DegOH/靠近相分離的程度. a= 1表示鑄膜液的組成恰好是該體系的濁點(diǎn)組成.伴隨著(zhù)非溶劑加入量的增加鄰NMP中的特性粘數如圖3所示.近比逐漸增大鑄膜液向相分離線(xiàn)靠近熱力學(xué)穩定從圖3可以看出,隨著(zhù)混合溶劑中非溶劑濃度性降低.PEfI8]NMP和非溶劑添加劑19]的的增大混合溶劑的質(zhì)量變差,在 良溶劑NMP中處Hansen三維溶度參數列于表3中.于舒展狀態(tài)的PES分子也逐漸收縮表現為PES在表3 PES. NMP和非溶劑的Hansen相應溶液中的特性粘數值下降.這種效應隨著(zhù)非溶三維溶度參數18 ,19]( MPaY'2劑的不同而明顯不同,即不同非溶劑對特性粘數下物質(zhì)0Hδτ降速率的影響不同.水對PES是一種強凝膠劑”，一中國煤化工7.821. 9混合溶劑中少量水的存在就可導致特性粘數迅速下MHCNMHG7.222.9降.說(shuō)明伴隨水的加入混合溶劑質(zhì)量急劇劣化在H2O15. 516.042.447.9良溶劑NMP中舒展的PES分子迅速收縮繼而出BuOH5.715. 823. 1EgOH17.011.026.032. 9現相分離相分離時(shí)混合溶劑中H2O的含量較低;DegOH16.220.529.9.而DegOH連鞠據的一種溶脹劑”隨混合溶劑中膜科學(xué)與技術(shù)第21卷從溶度參數看,NMP是PES的良溶劑.由NMP和非溶劑添加劑組成的混合溶劑的Hansen溶0.70度參數可由下式得到19]，0.60|mδx=φ1δx+ φ2δx(2)s 0.50式中,中、中2分別為混合溶劑中非溶劑和溶劑的體積分數.上標m.1.2分別表示混合溶劑、非溶劑和0.40-溶劑下標x分別表示Hansen溶度參數的三個(gè)分量色散( D)極性( P )和氫鍵H).0.30 L0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 T03mR=[4(°δp-3oδp尸+(δp→3δp吊+鄰近比a(m8μ-38日) ]/2(3)圖5鄰近比對特性 粘數的影響混合溶劑的坐標("8p”8p "δH )和聚合物溶度球0-H2O/NMP ;O-BuOH/NMP ;( Solubility Sphere )的中心( 3δp δp 38 )之間的距v- -DegOH/NMP ;0- FEgOH/NMR(本文實(shí)驗數據)離"mR(式3)常用來(lái)表征溶劑對聚合物的溶解能θ溶劑聚合物分子處于所謂的無(wú)擾狀態(tài)，主要為反.力19].當mR小于聚合物溶度球的半徑R時(shí)聚合式-反式序列構象( trans - trans conformation》20].物很可能溶解于混合溶劑中.也就是說(shuō)",距離"3mR鄰近比繼續增大,許多聚合物-溶劑接觸點(diǎn)被非溶值增大表明混合溶劑對聚合物的溶解能力下降溶劑-溶劑接觸點(diǎn)替代,聚合物分子傾向于和聚合物劑質(zhì)量變差.圖4是鄰近比對距離"3mR的影響.鄰分子接觸形成聚集體(aggregates).當鄰近比等于1近比增大",距離”3mR增大，說(shuō)明混合溶劑的質(zhì)量變時(shí)聚合物聚集體析出，鑄膜液發(fā)生相分離.需要指差.這也說(shuō)明鄰近比可以表征混合溶劑的質(zhì)量.出的是Ax混合)溶劑的組成極靠近濁點(diǎn)線(xiàn),僅相差25 r2% ~ 3%[ 10].從鄰近比來(lái)看A(混合)溶劑相當于a20=0.80~0.90附近.如PES/NMP/H2O制膜體系θ1s-溶劑中H2O/NMP的體積比為0.11/0. 89 10]，對應于a=0.88.根據經(jīng)驗這-鄰近比是膜結構性能發(fā)之10}生突變的鑄膜液組成區域.說(shuō)明聚合物的構象對成膜過(guò)程的影響十分顯著(zhù),研究成膜機理不能忽視聚0.0 0.2 0.40.6 0.81T.0合物的構象在成膜過(guò)程中的變化.一個(gè)有趣的現象是隨鄰近比的增大不同非溶劑所組成的混合溶劑的g12變化趨勢不同,見(jiàn)圖6.圖4鄰近比對"R 的影響H2O/NMP和BuOH/NMP體系的812隨鄰近口-H2O/NMP ;O-BuOH/NMP;V-DegOH/NMP ;△-EgOH/NMP0.5 t鄰近比增大混合溶劑的質(zhì)量變差逐漸由良溶劑goodsolvent)向θ溶劑(θsolvent)不良溶劑-1.5( poor solvent過(guò)渡溶液中高分子的構象也將發(fā)生-2.5變化20].圖5是鄰近比對特性粘數的影響.鄰近比增大,中國煤化工0.8 L.o聚合物的特性粘數減小.特性粘數反映了聚合物在YHCNM HG溶液中的構象特性粘數減小說(shuō)明PES舒展程度降低.進(jìn)一步地隨鄰近比增大混合溶劑的質(zhì)量逐漸圖6鄰近比對非溶劑 -溶劑相互作用參數g1z的影響變差,在良溶劑NMP中較為舒展的PES分子逐漸口-H2O/NMP ;O- -BuOH/NMP ;收縮.達到某數糖定鄰近比時(shí)混合溶劑成為PES的V-DegOH/NMP ;0-EgOH/NMP第5期李戰勝等:非溶劑添加劑對PES/NMP鑄膜液性質(zhì)的影響5●比的增大而減小而EgON/NMP和DegOH/NMPadvances in the formation of phase inversion membranes體系的g12隨鄰近比的增大而增大. g12值的大小反made from amorphous or semi - crystalline polymer[ J] J映了非溶劑和溶劑之間親和能力的強弱.隨鄰近比Membr Sci , 1996 ,113( 3)361 ~ 371.增大,DegOH- NMP的相互作用參數8g12變大，說(shuō)[4] Altena F W , Smolders C A. Calculation of liquid - liquidphase separation in a ternary system of a polymer in a mix-明二者之間的親和能力減弱,PES分子可以和相對tureof a solvent and a nonsolvent[J ] Macromolecules ,較多的NMP接觸并且DegOH- PES之間的相互1982 ,15 6):1491~ 1497.作用參數較小,使得PES在DegOH濃度較高時(shí)凝[5] Yilmaz L , McHugh A J. Analysis of nonsolvent - solvent膠析出相應的鑄膜液可以容納較多的DegOH.反- polymer phase diagrams and their relevance to mem-之隨鄰近比增大H2O- NMP的相互作用參數g12brane formation modeling J] J Appl Polym Sci , 1986 31變小,說(shuō)明二者之間的親和能力增強與PES分子(4) 997~ 1018.接觸的NMP相對較少,PES 分子被迫和PES分子[6]Li SG ,Jiang CZ ,Zhang Y Q. The investigation of solu-接觸并且H2O- PES之間的相互作用參數較大,tion thermodynamics for the polysulfone - DMAC - watersysten[ J]. Desalination , 1987 62 79 ~ 88.使得相分離時(shí)鑄膜液中H2O的含量較低.[7] Zeman L , Tkack G. Thermodyamic analysis of a membrane3結論- forming system HO/N- methyl- 2- prrolidone/polyethersulfon{E J] J Menbr Sci , 198836 :119~ 140.非溶劑添加劑同時(shí)改變PES/NMP鑄膜液的熱[8] Li ZS ,Jiang C Z. Determination of the nonsolvent - poly-力學(xué)性質(zhì)和溶液中PES分子的構象.這種效應依非mer interaction parameter X13 in the casting solution[J] J溶劑種類(lèi)的不同而顯著(zhù)不同.在宏觀(guān)熱力學(xué)上表現Membr Sci ,2000 ,174( 1 )87~ 96.為三元相圖中濁點(diǎn)線(xiàn)的位置與X13值的大小強烈相[9 ] Swinyard B T , Barrie J A. Phase separation in non - sol-關(guān)微觀(guān)上表現為隨非溶劑含量增加,混合溶劑中vent/ dimethylformamide/ polyethersulphone and non- sol-PES的特性粘數的下降速率明顯不同即對PES構vent/ dimethylformamide/ polysulphone systems[J ] Brit象的影響不同. x13值的大小表征了非溶劑的強弱,PolymJ , 198820(4)317~ 321.反映了相分離時(shí)混合溶劑中非溶劑的數量和非溶劑[10]Lau W W Y ,Guiver M D , Matsuura T. Phase separa-tion in polysulfone/solvent/H2O and polyethersulfone/sol-改變聚合物構象的能力.選擇不同的非溶劑添加劑ven/H2O system[ J] J Membr Sci , 1991 ,59(2 )219將同時(shí)改變812和X13 二者共同影響濁點(diǎn)線(xiàn)的位~227.置.非溶劑添加劑對鑄膜液性質(zhì)的影響不僅表現在[11] Li S G. Preparation of hollow fiber membrane for gas種類(lèi)的差別上，也和無(wú)因次量一鄰近比密切相關(guān).separatior[ D] Enschede : University of Twente , 1994.鄰近比可以表征鑄膜液的熱力學(xué)狀態(tài)和混合溶劑的[12]趙長(cháng)生歐陽(yáng)慶鐘銀屏等.聚醚砜制膜液的相分離:質(zhì)量并與聚合物的構象緊密相關(guān)鑄膜液的鄰近比(1 )三元體系[ J ].水處理技術(shù)1996 2x 4 ):195~ 199.增大混合溶劑的質(zhì)量下降鑄膜液的熱力學(xué)穩定性[ 13] van de WitteP ,DjkstraPJ ,vande BergJ W A,et al.降低,PES分子的構象也由舒展狀態(tài)逐漸收縮,表Phase separation processes in polymer solutions in relationto mernbrane formatior[J] J Membr Sci , 1996 ,117( 1現為相應的特性粘數減小.聚合物的構象對成膜過(guò)-2):1 ~31.程的影響十分顯著(zhù)研究成膜機理不能忽視非溶劑[ 14] Singh V B , Barrie J A , Walsh DJ. Sorption of water in添加劑對鑄膜液中高分子構象的影響.polyethersulfone/polul ethylene oxide) blend[J] J Appl參考文南Polym Sci , 1986 31( 1 )295 ~ 299.[ 15 ] Gmehling J, Onken U,Arlt W ,et al. Vapor -liquid e-[1]何濤江成璋.聚醚砜微孔膜制備中非溶劑添加劑作中國煤化IHEMA chemitry data se用研究J]膜科學(xué)與技術(shù),1998 &( 3)43~48.MHCNMHGMA( supplied by Prof.[2] Zhang H ,Lau W W Y , Sourirajan S. Factors influencingGmehling),1911.the production of polyethersulfone microfiltration mem-[ 16] Charlier Y , Godard P , Daoust D. Molecular mass deter-brane by immersion phase inversion process[ J ] Sep Scimination and dilute solution properties of polymer fromTechnol ,1995 30( 1)33~ 52.bisphenols and 4 ,4'- dichlorodiphenyl sulfone[J ][3] WienkP郊5m R M , Berlage M A M ,et al. RecentMacromolecules , 1994 2X 9 ) 3604 ~ 3610.)●膜科學(xué)與技術(shù)第21卷[17]何曼君封毅,王 瑋.聚苯醚砜在二甲基甲酰胺中[19] Barton A F M. CRC handbook of solubility parameters稀溶液性質(zhì)的研究(1 IJ]功能高分子學(xué)報,1988 ,1and other cohesion parameters[ M] 2nd ed. Florida :( 1 )46~ 53.CRC Press Inc , 1991.[18] Tam C M. Polysulfone membranes ( 3 ) Performance e- [20]Lau W W Y ,Guiver M D , Matsura T. Phase separa-valuation of polyethersulfone PVP membranes[J ] Sepion in carboxylated polysulfone/ solvent/ water systemsSci Technol ,1993 28(17 & 18)2621 ~ 2633.[J] J Appl Polym Sci , 1991 A2(21 )3215~ 3221.Effect of nonsolvent additives on the properties ofPES/ NMP membrane一forming systemsLI Zhansheng , JIANG Chengzhang( Dalian Institute of Chemical Physics , Chinese Academy of Sciences , Dalian 116023 , China)Abstract : The effect of nonsolvent additives on the properties of PES/ NMP membrane - forming systems wasinvestigated based on the cloud point data and intrinsic viscosities reported in the literature. Nonsolvent additivesnot only change the thermodynamic state of the membrane - forming systems but also alter the polymer confor-mation in solution. The effect varies with the type of nonsolvent additive , which is macroscopically reflected bythe close relationship between the values of X13 , g12 and the position of the cloud point curve in the trianglephase diagram. In addition , the effect can be demonstrated by the different dropping rate of the intrinsic viscosi-ties caused by various nonsolvent additives. The value of x 13 characterizes the strength of the nonsolvent additiveand its ability to alter the polymer conformation in solution. The value of X13 combined with that of g12 largelydetermines the position of the cloud point curve in the triangle phase diagram. The effect of nonsolvent additiveson the polymer conformation also varies significantly with the type of nonsolvent additive. Besides the type ofnonsolvent additive , the amount of nonsolvent additive can alter the properties of the PES/ NMP membrane -forming systems. The latter is characterized by a dimensionless parameter , the approaching ratio , which de-scribes the thermodynamic state of the membrane - forming system and the quality of the solvent mixture. Withincreasing approaching ratio , the quality of the mixed solvent decreases and the membrane - forming system be-comes unstable. In addition , the polymer conformation in solution varies with increasing approaching ratio. Thepolymer conformation in solution has a significant effect on membrane formation , and so the influence of nonsol-vent additives on the polymer conformation in solution cannot be neglected in the investigation of the mechanismof membrane formation.Key words : nonsolvent additive ; solvent quality ; thermodynamics ; interaction parameter ; conformation《現代化工X月刊)2002年征訂啟事《現代化工》是中國化工信息中心主辦的國內外公開(kāi)發(fā)行的大型綜合性化工科技期刊集科研、市場(chǎng)和管理為一體.自1980年創(chuàng )刊以來(lái)-貫堅持大化工、全方位的服務(wù)方向,以戰略性、工業(yè)性和情報性為特色.1992年和1996年分獲首屆和第二屆全國科技期刊評比一等獎 為全國中文核心期刊被國際刊物EI和CA等所收錄科技論文統計源期刊.《現代化工)著(zhù)眼于國內外大化工的新技術(shù)、新工藝、新興邊緣學(xué)科中國煤化工論與評述、技術(shù)進(jìn)展、科.研與開(kāi)發(fā)、工藝與設備、市場(chǎng)研究環(huán)保與安全、海外縱橫、企業(yè)纈英、知MHCNMH專(zhuān)利集錦及服務(wù)窗等.郵發(fā)代號82- 67各地郵局均可訂閱錯過(guò)訂刊季節也可與本刊發(fā)行部直接聯(lián)系訂閱.2002年訂價(jià)為8元/本全年96元.地址北京安外小關(guān)街53號《現代化工》發(fā)行部郵編 :100029開(kāi)戶(hù)行:農行亞運村支行營(yíng)業(yè)室戶(hù) 名北京中化信深達信息技術(shù)有限責任公司帳號 30922770 - 8010258 - 37電話(huà)時(shí)方數據4025 6444095傳真010- 6444026 E-mail mci@mail. cncic. gov. cn http :// www. xdhg. com. cn