اصلاح و افزایش کارایی غشای فرافیلتری پلی‌(وینیل کلرید) با پیوندزنی پلی‌استیرن سولفون‌دارشده

فرضیه: در این مطالعه، اصلاح غشای فرافیلتری پلی‌(وینیل کلرید)، pvc، انجام و از غشای اصلاح‌شده در فرایند فرافیلترکردن جداسازی آب و روغن استفاده شد.روش‌ها: ابتدا، pvc با سدیم هیدروکسید هیدروکلرزدایی شد. سپس، pvc هیدروکلرزدایی‌شده (dhpvc) با مونومر استیرن پیوندزده شد و در مرحله آخر، استیرن پیوندی با سولفوریک اسید سولفون‌دار شد. افزون بر ساخت غشای بر پایه pvc و dhpvc، غشاهای فرافیلتری از پلی‌(وینیل کلرید) پیوندخورده با استیرن و نیز سولفون‌دارشده، با روش جدایی فاز ساخته شدند و ارزیابی غشاهای ساخته‌شده با آزمون‌های طیف‌سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (ftir)، میکروسکوپی الکترونی پویشی (sem) و شار عبور آب خالص و تعیین میانگین اندازه منفذ‌ها، مقدار تخلخل و زاویه تماس آب انجام شد.یافته‌ها: وجود گروه‌های عاملی پیوندخورده با طیف‌های ftir تایید شد. عکس‌های sem نشان داد، تمام غشاها دارای منفذهای انگشتی‌شکل بودند و تفاوت در شکل منفذها به‌دلیل ناپایداری ترمودینامیکی و گرانروی محلول پلیمری بود. غشای سولفون‌دارشده به‌دلیل آب‌دوستی بیشتر پلیمر، افزایش چشمگیری در اندازه منفذ‌های غشا و شار آب خالص نسبت به سایر غشاهای نشان داد. غشای dhpvc به‌دلیل جداشدن کلر به‌عنوان عاملی آب‌گریز دارای کمترین زاویه تماس آب با سطح غشا بود. اما، برای سایر غشاها، تفاوت چندانی در زاویه تماس دیده نشد که می‌توان آن را به زبری سطح غشاها مرتبط دانست. در ادامه، آزمون‌های جداسازی آب و روغن به‌وسیله غشاها انجام شد. غشاهای اصلاح‌شده در جداسازی آب و روغن عملکرد خوبی را  نشان دادند. همچنین، گرفتگی کمتری نسبت به غشای پایه pvc داشتند. مقدار پس‌زنی ذرات نفت برای تمام غشاها به‌جز غشای سولفون‌دارشده %100 بود. در غشا سولفون‌دارشده به‌دلیل بزرگ‌تربودن اندازه منفذ و افزایش بسیار زیاد شار، مقدار پس‌زنی ذرات نفت کاهش یافت.

Modification and Performance Enhancement of PVC Ultrafiltration Membrane by Grafting of Sulfonated Polystyrene

Hypothesis: In this study, modification of polyvinyl chloride ultrafiltration membrane was done and the modified membrane was used in the ultrafiltration process for oilinwater separation.Methods: at first, PVC was dehydrochlorinated by sodium hydroxide. Then, the resulting dehydrochlorinated polyvinyl chloride (DHPVC) was grafted by styrene monomer and in the final step the grafted styrene was sulfonated by sulfuric acid. Ultrafiltration membranes were fabricated from PVC, DHPVC, styrenegrafted dehydrochlorinated polyvinyl chloride and sulfonated polymer by phase separation method and were evaluated, using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and pure water permeation flux, determination of mean pore size, porosity and water contact angle tests.Findings: The presence of grafted functional groups was confirmed by FTIR spectra. SEM images showed that all the membranes had fingerlike pores and the difference in shape of the pores was due to the thermodynamic instability and viscosity of the polymer solutions. Due to the higher hydrophilicity of the polymer, the sulfonated membrane showed significant increase in pore size and pure water flux, compared to other membranes. The DHPVC membrane showed the lowest contact angle because of the detachment of chlorine as a hydrophobic agent, but for the other membranes there was little difference in their contact angles which could be related to the surface roughness. Subsequently, the oil/water separation experiments were performed by the membranes. The modified membranes showed good performance in the separation of oil and water and had less fouling than the PVC membrane. The rejection of oil particles was 100% for all membranes except the sulfonated membrane. The rejection of oil particles by the sulfonated membrane decreased, because of the higher pore size and significant increase in the flux.