熱致相分離法聚偏氟乙烯微孔膜制備技術(shù)研究.pdf

1、熱致相分離法(TIPS)是一種新的制備微孔膜的方法，它是由熱量的流失而產(chǎn)生的相分離，原理相對(duì)簡(jiǎn)單。聚偏氟乙烯(PVDF)具有優(yōu)良的耐化學(xué)性能。不僅如此，PVDF樹(shù)脂的拉伸強(qiáng)度高，抗沖擊強(qiáng)度較好，在有機(jī)材料中，是一種制備不對(duì)稱(chēng)膜的優(yōu)良物質(zhì)，但由于PVDF的疏水性較強(qiáng)，極易產(chǎn)生污染，縮短了膜的使用壽命，制約了其在膜分離領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用。本文基于熱致相分離法制備了PVDF平板微孔膜，并采用多種共混的方法來(lái)改善PVDF膜的疏水性，在平板膜理論研

2、究的基礎(chǔ)上結(jié)合中空纖維膜的制備工藝制備了親水性較好的中空纖維微孔膜，為實(shí)現(xiàn)親水性PVDF微孔膜的產(chǎn)業(yè)化提供了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。
　　 在稀釋劑的選取上，本文通過(guò)大量的溶解性實(shí)驗(yàn)，選取了鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、二苯甲酮(DPK)、碳酸二苯酯(DPC)三種單一稀釋劑來(lái)研究稀釋劑的不同對(duì)微孔膜的影響，并以DMP為單一稀釋劑考察了聚合物濃度、冷卻條件等對(duì)膜微觀結(jié)構(gòu)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，不同單一稀釋劑所形成的微觀結(jié)構(gòu)存在明顯差異，且不利于制

3、備高性能的微孔膜。
　　 復(fù)合稀釋劑可以通過(guò)調(diào)節(jié)混合比滿(mǎn)足與體系的相容性。本文選用DMP和DOP為復(fù)合稀釋劑，研究稀釋劑配比對(duì)體系的影響，發(fā)現(xiàn)隨復(fù)合稀釋劑中DMP含量的增加，體系的結(jié)晶溫度減小，球晶結(jié)構(gòu)越明顯。
　　 在復(fù)合稀釋劑的基礎(chǔ)上，通過(guò)分別共混PMMA、納米TiO2和PMMA/TiO2來(lái)改善PVDF膜的疏水性。研究發(fā)現(xiàn)PMMA/TiO2的共混改性效果較好，形成連接性較好的連續(xù)結(jié)構(gòu)且孔的數(shù)量較多，接觸角變化較大，親

4、水性較好；在共混PMMA時(shí)，發(fā)現(xiàn)PMMA的添加對(duì)膜的微觀結(jié)構(gòu)影響較大，體系由球晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，隨PMMA添加量的增加，膜的親水性不斷得到改善，在PMMA添加量為聚合物30％時(shí)，膜的綜合改性效果較好；共混納米TiO2時(shí)，納米TiO2的添加對(duì)膜的微觀結(jié)構(gòu)影響較小，仍以球晶結(jié)構(gòu)為主，隨納米TiO2添加量的增加，膜的親水性不斷得到改善，添加量為聚合物3％左右時(shí)綜合效果較佳。
　　 根據(jù)共混改性的結(jié)果，確定了平板膜的最佳制膜條件，即