Abstract

The effect of the precipitation value (PV) of mixtures of strong and weak non-solvent additives (NSA) on the phase state and viscosity of polyethersulfone(PES)/dimethylacetamide(DMAc)/non-solvent solutions and on the structure and performance of PES membranes were studied. Polyethylene glycol 400 (PEG-400, PV > 1000), water (PV = 10.6), 85 % phosphoric acid (PV = 13.0), glycerol (Gly, PV = 27.8) and mixtures thereof were used as NSA for PES-DMAc solutions. Using Gly/PEG-400 mixtures it was established that the increase in PV of NSA leads to the increase of a miscibility gap on the phase diagram. At a constant concentration of Gly/PEG-400 mixture, the viscosity of the solutions decreases. For a constant ratio (0.94–0.95) of the NSA amount added to the polymer-solvent system to the NSA amount causes a phase separation of the casting solution (coagulation value) increase in PV of NSA Gly/PEG-400 leads to an increase of the membrane pure water flux (PWF) from 13 up to 150 l/m2 h at 1 bar. The most dramatic increase in PWF occurs in the range of PV 39.7–125 g/dL. The results of SEM study don’t show significant differences in the cross-section morphology of membranes for different PV of NSA. However, the thickness of the selective membrane layer increases from 1 up to 4.5 μm when PV increased from 39.7 up to 750 g/dL. Thus, these studies allow us to conclude that the structure and properties of ultrafiltration membranes depend not only on the coagulation value of the casting solution, but also on the precipitation value of NSA.

Highlights

  • The effect of the precipitation value (PV) of mixtures of strong and weak non-solvent additives (NSA) on the phase state and viscosity of polyethersulfone(PES)/dimethylacetamide(DMAc)/non-solvent solutions and on the structure and performance of PES membranes were studied

  • Polyethylene glycol 400 (PEG-400, PV > 1000), water (PV = 10.6), 85 % phosphoric acid (PV = 13.0), glycerol (Gly, PV = 27.8) and mixtures thereof were used as NSA for PES-DMAc solutions

  • Using Gly/PEG-400 mixtures it was established that the increase in PV of NSA leads to the increase of a miscibility gap on the phase diagram

Read more

Summary

ДМАА DMAc

При введении 15 %-ной добавки в состав формовочного раствора наблюдается постепенное возрастание вязкости растворов при увеличении «жесткости» осадителя: так, для смеси с ЧО = 750 вязкость составляет 3,78 Па ∙ с, для ЧО = 78,3 г/дл – 5,15 Па ∙ с, а для ЧО = 50,4 г/дл – 6,04 Па ∙ с. С увеличением ЧО осадителя происходит возрастание удельной производительности мембран по воде при незначительном снижении значений коэффициента задерживания. Установлено, что использование смеси Гл/ПЭГ-400 с различным значением числа осаждения в качестве добавки в раствор ПЭС позволяет в широких пределах регулировать область существования гомогенных растворов и их вязкость. Продемонстрировано, что увеличение ЧО добавки осадителя приводит к возрастанию толщины селективного и уплотнению дренажного слоя мембран, при этом мембраны с более плотной структурой поперечного сечения характеризуются наиболее высокими значениями удельной производительности по воде. Работа выполнена при финансовой поддержке БРФФИ в рамках научного проекта No Х18М044

Список использованных источников
Information about the authors
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call