渗透汽化技术作为一项具有发展前景的膜分离技术,已经成为人们研究的热点。聚氨酯渗透汽化膜材料以其独特的结构和性能已广泛应用于有机物混合体系的分离。根据渗透汽化膜分离的溶解扩散原理,微相分离结构有利于被分离组分在膜内的溶解扩散。为提高聚氨酯膜对水中有机物的分离性能,本文制备了HTPB-PU膜和HTPB-VTES-PU膜,并考察了膜组成、微相分离结构对低浓度的丁醇/水体系渗透汽化性能的影响。实验首先采用两步法合成HTPB基聚氨酯并制得相应的渗透汽化膜(HTPB-PU)。将制得的膜用于低浓度丁醇/水体系的分离,研究了不同软硬段比例和不同操作温度对膜的渗透汽化性能的影响。DSC测试结果表明,HTPB-PU膜存在两个玻璃化转变温度；透射电镜照片显示膜存在明暗相间的微区。因此,该膜具有微相分离结构。用渗透系数和溶解度参数分析了丁醇和水在膜中的溶解扩散行为。实验表明,提高硬段的含量即-NCO/-OH比例增加时,膜的分离因子提高,通量下降。当-NCO/-OH=2时,膜的分离因子为42.8,渗透通量为38.1 g/m2h。随着操作温度的升高,膜的渗透通量和分离因子均增加。把VTES引入到HTPB基聚氨酯合成中,制备不同交联程度的VTES交联HTPB基聚氨酯,并制得相应的渗透汽化膜(HTPB-VTES-PU)。将制得的膜也用于低浓度丁醇/水体系的分离,研究了不同VTES添加量和不同操作温度对膜渗透汽化性能的影响。DSC测试显示HTPB-VTES-PU膜具有三个玻璃化转变温度,且在透射电镜照片上清晰地观察到三个相区的存在。因此,加入了VTES后,膜微相相分离程度增加。通过渗透系数的计算,HTPB-VTES-PU膜对丁醇具有良好的选择性能。渗透汽化实验结果显示,随着VTES添加量增加,膜的渗透通量提高,分离因子下降。膜的渗透通量和分离因子随操作温度的变化趋势与HTPB-PU膜的变化趋势相同。