Studieis on the structure formation of asymmetric porous silicone membrane used for recovery of organic solvent from waste liquid

用于废液有机溶剂回收的不对称多孔有机硅膜的结构形成研究

基本信息

批准号：
22K05285
负责人：
清野竜太郎
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

ポチジメチルシロキサン（PDMS）を多孔化した膜を用いた低圧膜ろ過により、インク溶液から有機溶媒を分離回収できることを報告してきた。この際、PDMSの多孔化に用いる水溶性孔形成剤（PFA）の種類により、異なる多孔構造が得られることが分かってきた。本研究課題は、数種のPFAを用いて多孔質PDMS膜を作製し、PFAの種類が多孔構造に与える影響を調査し、加えて、低圧でのインク溶液の膜ろ過実験を通して、膜のろ過性能を評価したものである。PDMS膜の作製には主剤と硬化剤からなる2液硬化型PDMS（SILPOT 184、東レ・ダウコーニング）を用いた。PFAとしてプロピレングリコール（PG）、エチレングリコール、ジエチレングリコール、平均分子量200のポリエチレングリコールおよびグリセリンを使用した。PDMSとPFAの重量比が1:1.5となるように調整して十分均一にした溶液をガラス板上に薄く広げ、オープン中で加熱硬化させた。その後、PFAを抽出するなどしてPDMS多孔膜とした。作製した膜の構造を電子顕微鏡で観察したところ、PGを用いて多孔質化した膜は、空気面側（ガラス板上にキャストした際の空気面に接している表面）に20 μm程度の緻密な層を持つ非対称な多孔構造であることが確認された。別実験で、2 gのPGを時計皿に入れ、120℃で1 h加熱するとすべて蒸発したことから、PGを用いた際に膜の空気面側にPDMSの緻密層が形成されたのは、PDMSを加熱硬化させた際に、空気面側のPGが蒸発したためではないかと考えられる。低圧ろ過実験にはクロスフローろ過装置を用いた。供給液には、10 wt%の顔料が有機溶媒中に分散する青色インクを用いた。膜に約0.1 MPaの圧力をかけて透過実験を行ったところ、PGを用いて作製した、表面に緻密層を有する多孔質膜では、顔料をほとんど含まない溶媒が回収された。

我们报道过，可以使用多孔聚二甲基硅氧烷（PDMS）膜通过低压膜过滤从墨水溶液中分离和回收有机溶剂。此时，已发现根据用于使PDMS多孔的水溶性成孔剂(PFA)的类型可以获得不同的孔结构。本研究的目的是使用几种类型的PFA制备多孔PDMS膜，研究PFA类型对多孔结构的影响，并在低压下进行墨水溶液的膜过滤实验，这是性能评价。使用由主剂和固化剂组成的双组分固化型PDMS（SILPOT 184，东丽道康宁）来制造PDMS薄膜。作为PFA，使用丙二醇(PG)、乙二醇、二甘醇、平均分子量200的聚乙二醇、甘油。将PDMS和PFA的重量比调整为1:1.5，使溶液充分均匀，薄薄地铺在玻璃板上，在开放环境下加热固化。此后，提取PFA以形成PDMS多孔膜。当使用电子显微镜观察所制备的膜的结构时，发现使用PG制成的多孔膜在空气表面侧(流延到空气表面时与空气表面接触的表面)具有约20μm的致密层。玻璃板）已证实多孔结构具有不对称层。在单独的实验中，当将 2 g PG 放入表面皿中并在 120°C 下加热 1 h 时，其全部蒸发，这表明当 PG 存在时，在膜的空气侧形成了致密的 PDMS 层。这被认为是因为当PDMS被加热并固化时，空气侧的PG蒸发了。低压过滤实验采用错流过滤装置。使用含有分散在有机溶剂中的10重量％颜料的蓝色墨水作为供给液。当通过向膜施加大约0.1MPa的压力来进行渗透实验时，在使用PG制造的并且在表面上具有致密层的多孔膜中回收到几乎不含颜料的溶剂。