Modification of polysulfone membranes using triblock copolymer of polyethylene glycol and polypropylene glycol

K. S. Burts, T. V. Plisko, S. A. Pratsenko, A. V. Bildyukevich
2020 Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus  
МОДИФИКАЦИЯ МЕМБРАН НА ОСНОВЕ ПОЛИСУЛЬФОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРИБЛОКСОПОЛИМЕРА ПОЛИЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ И ПОЛИПРОПИЛЕНГЛИКОЛЯ Аннотация. Изучено фазовое состояние, вязкостные и оптические свойства растворов полисульфона (ПСФ) в N,N-диметилацетамиде (ДМАА) с добавками блоксополимера Pluronic F127 и полиэтиленгликоля (ПЭГ-4000, M n = 4000 г⋅моль -1 ) в качестве порообразователей и гидрофилизующих агентов. Установлено, что 18-22 %-ные растворы ПСФ в ДМАА с добавкой ≥5 % Pluronic F127 характеризуются
more » ... рактеризуются наличием нижней критической температуры смешения (НКТС). Методом инверсии фаз получена серия мембран со смешанной матрицей ПСФ/Pluronic F127 и ПСФ/ПЭГ и проведены сравнительные исследования их структуры и транспортных характеристик. Установлено, что значения параметров средней шероховатости поверхности для мембран ПСФ/Pluronic F127 существенно превышают таковые для мембран ПСФ/ПЭГ. Введение обеих добавок в формовочную композицию приводит к эффективной гидрофилизации селективного слоя мембран. Установлено, что введение в растворы как PluronicF127, так и ПЭГ-4000 приводит к увеличению удельной производительности мембран и снижению коэффициента задерживания по поливинилпирролидону (ПВП К-30, M n = 40000 г⋅моль -1 ). Показано, что мембраны со смешанной матрицей ПСФ/ Pluronic F127 характеризуются более высокой устойчивостью к уплотнению, меньшей степенью уменьшения общего потока при фильтрации растворов бычьего сывороточного альбумина и существенно превосходят по устойчивости к загрязнению мембраны со смешанной матрицей ПСФ/ПЭГ. Ключевые слова: полисульфон, блоксополимер полиэтиленглиголя и полипропиленгликоля, полиэтиленгликоль 4000, растворы полимеров, ультрафильтрация, модификация мембран Для цитирования: Модификация мембран на основе полисульфона с использованием триблоксополимера полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля / Е. С. Бурть [и др.] // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. Abstract. The phase state, viscosity and optical properties of polysulfone (PSF) solutions in N,N-dimethylacetamide (DMAc) with the addition of block copolymer Pluronic F127 and polyethylene glycol (PEG-4000, M n = 4000 g⋅mol -1 ) were studied. Additives are both pore-forming and hydrophilizing agents. It was found that 18-22 % PSF solutions in DMAc with the Pluronic F127 content ≥5 wt. % feature a lower critical solution temperature (LCST). Mixed matrix PSF/Pluronic F127 and PSF/PEG membranes were obtained by the phase inversion technique and the comparative studies of their structure and performance were carried out. It was found that the average surface roughness parameters of PSF/Pluronic F127 membranes significantly exceed those of PSF/PEG membranes. The presence of the both additives in the casting solution leads to the effective hydrophilization of the membrane selective layer. It was shown that the increase in the membrane flux and the decrease in the polyvinylpyrrolidone (K-30, M n = 40000 g⋅mol -1 ) rejection coefficient are a result of adding both Pluronic F127 and PEG-4000 to the casting solution. It was shown that PSF/Pluronic F127 membranes are characterized by higher shrinkage resistance and a lower total flux decrease during ultrafiltration of bovine serum albumin solutions. It was found that the antifouling performance of PSF/Pluronic F127 membranes significantly exceeds that of PSF/PEG membranes.
doi:10.29235/1561-8323-2020-64-4-411-420 fatcat:xjeolsnnzvd7dk6i5rqlkdqtcm