TIPS法iPP及iPP-nano-SiO-,2-中空纖維微孔膜制備及拉伸研究.pdf

1、本文對(duì)TIPS法成型的iPP中空纖維進(jìn)行拉伸處理，以改善膜表面皮層結(jié)構(gòu)，增大膜孔尺寸，提高膜滲透性能及力學(xué)性能。研究中選擇不同拉伸溫度(Ts)及拉伸比(ψ)對(duì)膜絲進(jìn)行拉伸，經(jīng)溶劑萃取、熱定型后成膜。研究結(jié)果表明，經(jīng)拉伸后膜表面孔尺寸及孔密度增大，膜內(nèi)形成狹長(zhǎng)孔結(jié)構(gòu)；Ts為140℃，ψ為1.6的條件下制備的iPP中空纖維膜純水通量及力學(xué)性能最優(yōu)。此條件下，膜純水通量為530 L/(m2·h·bar)，相對(duì)于未拉伸的膜提高了286.9％。膜

2、的拉伸強(qiáng)度為6.86MPa，相對(duì)于未拉伸膜提高了298.8％。
　　 此外，本文將納米SiO2添加到iPP/DBP/DOP鑄膜液體系中，制備出TIPS法iPP/nano-SiO2雜化中空纖維膜。DSC測(cè)試結(jié)果表明：納米SiO2起成核作用，鑄膜液體系結(jié)晶峰溫度升高、結(jié)晶溫度范圍變寬、結(jié)晶度增大，球晶顆粒變得細(xì)小而均勻。XPS測(cè)試結(jié)果表明，納米SiO2向膜表面遷移富集，使膜親水性有所改善。當(dāng)納米SiO2添加量θ為1％時(shí)，膜性能最優(yōu)，

3、膜純水通量為167 L/(m2·h·bar)，相對(duì)于純PP膜提高了18％；膜拉伸強(qiáng)度為4.45MPa，相對(duì)于純PP膜提高了158.7％。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，膜外表面皮層結(jié)構(gòu)為影響膜滲透性能的主要因素，因此，實(shí)驗(yàn)中選擇θ為1％的iPP/nano-SiO2雜化膜，在Ts為140℃，ψ為1.6的條件下進(jìn)行拉伸。結(jié)果顯示，與未拉伸的iPP/nano-SiO2雜化膜相比，拉伸后膜純水通量提高了323.4％，達(dá)到707 L/(m2·h·bar

4、)；膜拉伸強(qiáng)度提高了51％，為6.72MPa。
　　 研究表明：對(duì)于純PP膜及iPP/nano-SiO2雜化膜而言，在適當(dāng)?shù)睦鞙囟燃袄毂认聦?duì)膜絲進(jìn)行拉伸，均可增大膜孔尺寸及孔密度，顯著提高膜純水通量。經(jīng)拉伸作用后，分子取向排列，可顯著增大膜拉伸強(qiáng)度。納米SiO2的加入影響鑄膜液體系相分離過(guò)程，聚合物貧相生長(zhǎng)聚并時(shí)間延長(zhǎng)，膜孔徑增大，純水通量增大；由于SiO2粒子可引發(fā)終止微裂紋，誘導(dǎo)基體樹(shù)脂屈服形變，細(xì)化iPP球晶晶粒，因此