熔體紡絲法聚氨酯系中空纖維膜研究.pdf

1、本文利用聚合物共混界面相分離原理,結(jié)合添加劑洗出成孔,以PU為共混基質(zhì)、PVDF為分散相、PEG為添加劑,采用熔體紡絲技術(shù),制備得PU/PVDF中空纖維膜；在此基礎(chǔ)上,適當(dāng)添加稀釋劑,以PU為共混基質(zhì),以CaCO3無機粒子為分散相,以PEG為添加劑,經(jīng)較低的紡絲溫度制得PU/CaCO3中空纖維膜。 從聚合物共混相容性理論分析,結(jié)合紡絲試驗結(jié)果,選擇分散相組分,分析分散相的濃度對共混膜界面孔數(shù)量及紡絲可紡性的影響,研究了后拉伸工藝

2、對界面孔的形成及添加劑PEG對PU/PVDF纖維膜微孔結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)作用。此外,探討了稀釋劑降低紡絲溫度、提高可紡性的作用及冷卻溫度、定長熱定型、添加劑分子量對PU/CaCO3纖維膜微孔結(jié)構(gòu)及性能的影響。 對PU纖維膜的微孔結(jié)構(gòu)進行觀察,結(jié)果表明：以與PU相容性較差的PVDF為分散相,經(jīng)拉伸后PU與PVDF兩相間產(chǎn)生明顯的界面孔,而添加劑PEG的加入,打破了熔體法紡制PU/PVDF纖維膜的致密皮層,加大了纖維膜界面孔的尺寸,形成包括

3、界面及非界面微孔的多重微孔結(jié)構(gòu)；而對于PU/CaCO3纖維膜,分子量為2萬的添加劑,較分子量為5萬,更有利于提高纖維膜微孔的通透性,并隨添加劑含量的提高,纖維膜表面孔數(shù)量增多,孔徑變大。 對纖維膜的孔隙率、最大孔徑、水通量及截留率等性能的測試,結(jié)果表明：未經(jīng)拉伸的PU/PVDF纖維膜界面微孔不通透,通量為零；拉伸后,纖維膜的孔隙率及水通量提高,但隨拉伸倍數(shù)的提高,纖維膜的孔隙率及水通量呈先增加、降低、再增加的趨勢；未拉伸的PU/

4、CaCO3纖維膜微孔通透性較好,但孔隙率低、水通量較小,拉伸后,其水通量隨拉伸倍數(shù)的增加而增大,經(jīng)拉伸熱定型后,纖維膜水通量可達200L/m2.h,且衰減較慢。 此外,熔體法紡制PU纖維膜的拉伸斷裂強度較高,為溶液法紡制的2-3倍,且模量較低、形變能力較強,斷裂伸長率可達800％,使用過程中對壓力較敏感；隨工作壓力的升降,PU纖維膜形貌、水通量及截留率均表現(xiàn)出較強的響應(yīng)性,其中,PU/CaCO3纖維膜的壓力響應(yīng)性優(yōu)于PU/PVD