親水性聚全氟乙丙烯中空纖維膜的制備研究.pdf

1、本文以聚全氟乙丙烯(FEP)為成膜基體，復(fù)合無機(jī)粒子為成孔劑，鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)為稀釋劑，采用熔融紡絲-拉伸法制備了FEP中空纖維膜，分析了成孔劑含量對(duì)FEP中空纖維膜熱性能、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能和力學(xué)性能的影響，測(cè)試了膜的純水通量和孔徑分布，用環(huán)境掃描電子顯微鏡(FESEM)觀察了膜的形貌。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)EP中空纖維膜的海綿狀孔結(jié)構(gòu)是由溶出孔和界面孔構(gòu)成。隨成孔劑含量增加，成孔劑在成膜體系中的分散程度變差，易發(fā)生團(tuán)聚，從而導(dǎo)致膜的孔徑變

2、大及孔徑分布變寬。成孔劑和稀釋劑含量對(duì)膜的熱性能和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能影響較小。當(dāng)成孔劑含量降至20wt％時(shí)，在膜的表面易形成致密層，降低了膜的通透性。
　　 采用共輻射接枝法對(duì)FEP中空纖維膜進(jìn)行親水改性。以丙烯酸（AAc）為接枝單體，用電子束對(duì)AAc和FEP中空纖維膜的輻射體系進(jìn)行輻照。討論了AAc濃度和輻射劑量對(duì)接枝率的影響。用FTIR-ATR、XPS對(duì)FEP-g-AAc中空纖維膜表面基團(tuán)和元素進(jìn)行分析，用接觸角、吸水率和離子交換

3、量對(duì)FEP-g-AAc中空纖維膜的親水性能進(jìn)行表征。結(jié)果表明，AAC濃度越高，AAc與膜表面活性自由基接觸機(jī)率越大，更多的AAc接枝到膜的表面，同時(shí)接枝鏈變長(zhǎng)，接枝率增加。當(dāng)輻射劑量增加，膜表面的活性自由基增多，AAc與活性自由基的接觸機(jī)率變大。接枝率越高，表明更多的AAc接枝到膜上，膜的表面能越大，接觸角越小，親水性越好。本研究所得FEP-g-AAc中空纖維膜最小靜態(tài)水接觸角為60°，表明FEP中空纖維膜輻射接枝AAc后，親水性能明顯

4、提高。
　　 將聚苯乙烯(PS)引入成膜體系中，通過熔融紡絲法制得FEP/PS中空纖維膜。用濃硫酸磺化法對(duì)FEP/PS中空纖維膜進(jìn)行磺化處理，以改善FEP中空纖維膜的親水性能。隨磺化時(shí)間和溫度的增加，膜表面的磺酸基團(tuán)（-SO3H）數(shù)量增多。隨-SO3H基團(tuán)數(shù)量的增多，膜潤(rùn)濕性能越好，接觸角降低，吸水率增加，表明FEP/PS磺化處理后親水性明顯增加。從FEP/PS中空纖維膜表面形貌可觀察到，在磺化過程中有少量PS脫落，膜孔增多，提