熱致相分離法制備聚偏氟乙烯平板微孔膜.pdf

1、聚偏氟乙烯(PVDF)具有優(yōu)良的物理和化學(xué)性質(zhì),目前制備微孔膜的方法多采用浸沒沉淀法。然而由浸沒沉淀法制備的PVDF微孔膜,其結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)指狀孔微觀結(jié)構(gòu),影響其強(qiáng)度,對其應(yīng)用領(lǐng)域的拓展帶來不利影響。本研究基于熱致相分離(TIPS)法制備了PVDF平板微孔膜,并且嘗試加入了親水性聚合物來提高PVDF的親水性,研究了TIPS過程中各種熱力學(xué)和動力學(xué)因素對膜結(jié)構(gòu)及性能的影響,為制備高強(qiáng)度、高通量的PVDF微孔膜新工藝提供理論及實踐基礎(chǔ)。

2、 通過大量的溶劑溶解性實驗,選取了鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、二乙二醇丁醚、二苯甲酮四種稀釋劑。研究發(fā)現(xiàn),對于單一稀釋劑來說,由于聚合物-稀釋劑體系的相容性不易調(diào)節(jié),生成的膜結(jié)構(gòu)選擇性單一,對膜的綜合性能的提高帶來不利影響。 采用兩種不同溶解度參數(shù)的稀釋劑復(fù)配,通過調(diào)節(jié)不同稀釋劑的含量就可以調(diào)節(jié)復(fù)合稀釋劑與PVDF的相容性,從而控制聚合物-稀釋劑體系的相分離方式。另外,成核劑的加入一定程度上可提高聚

3、合物的成核密度,使膜結(jié)構(gòu)變得相對均勻。在上述研究基礎(chǔ)上,選用復(fù)合稀釋劑,刮制了PVDF平板微孔膜。結(jié)果發(fā)現(xiàn),膜最大孔徑、孔隙率、純水通量隨著聚合物濃度的增加而減小,而膜的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率則相應(yīng)增加。隨著凝固浴溫度的增加,膜中花邊狀結(jié)構(gòu)明顯增加,膜的最大孔徑和純水通量隨凝固浴溫度的增加而增加。經(jīng)過熱處理時間長的膜,其斷面和表面孔徑比熱處理時間短的要相應(yīng)增大,同時膜最大孔徑和純水通量也有一定的增加,而孔隙率受熱處理時間長短影響不明顯。

4、 通過熔融共混PVDF/馬來酸酐接枝高密度聚乙烯(HDPE-G-MAH)/DMP/鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)擬四元混合體系,研究了親水聚合物HDPE-G-MAH的加入對PVDF相容性和親水性的影響。DSC和SEM照片表明,該混合體系是部分相容體系,其最佳相容比例為PVDF:HDPE-G-MAH:DMP:DOP=3:1:3:3。隨著HDPE-G-MAH的增加,PVDF微孔膜的接觸角逐漸減小,純水通量逐漸增加,而斷裂伸長率和斷裂強(qiáng)度則