聚偏氟乙烯多孔膜的改性研究进展

为了提高聚偏氯乙烯（PVDF）多孔膜的抗污染性,必须设法改善其表面亲水性,本文从物理改性,化学改性,低温等离子,辐照改性和光化学改性5个方面详细介绍了各种方法,并分别讨论了各自的改性效果。     

聚偏氟乙烯多孔膜制备和改性研究进展

聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜虽因其优异性质已用于社会生产的多个领域,但其性能仍不能满足人们要求,因此,PVDF多孔膜的制备和改性一直是人们关注的焦点。总结了PVDF多孔膜的制备和改性研究的主要进展,重点从溶剂的选择、浸渍沉淀法、热致相转换法、表面改性和共混改性等方面进行了阐述,并指出PVDF多孔膜的亲水性和强度等方面仍将是今后一段时期内的研究重点,此外,PVDF多孔膜与催化剂相结合的催化膜也将成为水处理领域的新兴研究热点之一。     

聚偏氟乙烯－六氟丙烯多孔膜的制备和微结构

为了研究非溶剂对多孔膜微结构的影响,采用浸没沉淀相转化法,以Ｎ,Ｎ－二甲基甲酰胺（ＤＭＦ）为溶剂,以甲醇、乙醇、乙二醇或丙三醇为非溶剂,制备了聚偏氟乙烯－六氟丙烯（ＰＶＤＦ－ＨＦＰ）多孔膜. 扫描电子显微镜显示,铸膜液中没有添加非溶剂时,由于Ｎ,Ｎ－二甲基甲酰胺（ＤＭＦ）相对于水的扩散速度很快,导致多孔膜表面形成致密皮层,膜支撑层的孔结构为指状孔和海绵状孔相结合;而非溶剂甲醇和乙醇的添加,并没有明显改变多孔膜皮层的致密结构,支撑层仍然是指状孔和海绵状孔相结合;但是,多元醇的添加使制备的ＰＶＤＦ－ＨＥＰ皮层和中间层具有较好的孔结构,孔隙率比较高. 丙三醇添加到ＰＶＤＦ－ＨＦＰ的制膜液中,使多孔膜的皮层形成了均匀的微孔结构,膜支撑层为拇指状大孔结构,孔隙率达到８１．３％.     

聚偏氟乙烯多孔膜的结晶行为

为了分析聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜的结晶行为,以聚乙烯吡咯烷酮和无水LiCl为添加剂,采用浸没沉淀相转化法制备PVDF多孔膜.利用傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪和差示扫描量热仪研究了PVDF多孔膜的结晶行为,同时分析了膜结构和结晶行为的关系.结果表明,添加剂的加入促进了β晶型的形成,增大了PVDF膜的结晶度,并可以改变PVDF膜孔结构,但结晶行为对PVDF膜力学性能的影响因为大量膜孔的生成而被忽略.     

聚偏氟乙烯中空纤维膜有机污染的化学清洗研究

对处理发酵液的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜的有机污染物进行化学清洗试验，用电镜与红外定性分析了污染物成分，复配两种表面活性剂作为渗透剂与氢氧化钠合用进行清洗，通过两组正交清洗实验对比，发现具有良好清洗效果，对清洗后的膜丝，进行一系列的物理力学性能测试，说明清洗前后基本没有变化．     

膜蒸馏用聚偏氟乙烯微孔膜制膜条件研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为膜体材料，以无机盐LiCl为添加剂，通过相转换法制备蒸馏膜，讨论确定了最优制膜条件为：使用高相对分子质量PVDF，采用DMF溶剂，PVDF浓度为10％，预挥发时间为0．5～1min，LiCl质量分数为3％～5％。     

中科院开发出趋亲＼超疏聚偏氟乙烯微孔膜

中国科学院宁波材料技术与工程研究昕开发出一种非溶剂辅助热致相分离方法（Nat—ips）,制备出了具有互穿网络双连续结构的聚偏氟乙烯（PVDF）微孔膜,即首先采用PVDF的非优良溶剂、在低于PVDF熔点的温度下得到热力学稳定聚合物溶液,     

聚偏氟乙烯膜的研究进展

聚偏氟乙烯具有优异的热稳定性、化学稳定性以及良好的韧性和成膜性,是应用最为广泛的高分子膜材料之一.针对膜改性技术应用的重要性,综述了目前聚偏氟乙烯膜的制备、改性及其应用进展.     

聚偏氟乙烯膜结构的研究

选用聚偏氟乙烯为膜材料，聚乙二醇为添加剂，二甲基乙酰胺和Ｎ－甲基吡咯烷酮为溶剂，讨论了制了制膜液悌主溶剂蒸发时间对膜孔道结构的影响。     

聚偏氟乙烯／聚丙烯腈共混膜的研究

ＰＶＤＦ（聚偏氟乙烯）／ＰＡＮ（聚丙烯腈）共混制膜可以有效地改善膜的透过性能,而截留基本不变,共混比的改变直接影响着铸膜液的相容性,而相容性的变化与共混膜的性能变化有一定相应关系,实验证明,这是一种改善ＰＶＤＦ膜性能简便有效的方法,具有极好的实用开发价值。文中还讨论了溶剂种类,聚合物浓度,添加剂种类及用量和凝固浴组成等工艺条件对共混膜性能的影响。     

热致相分离法iPP/Nano-SiO_2共混微孔膜的结构与透过性能

研究了等规聚丙烯(iPP)/邻苯二甲酸二丁酯(DBP)/邻苯二甲酸二辛酯(DOP)/纳米二氧化硅(Nano-SiO2)体系的热致相分离(TIPS)行为,光学显微镜测定体系的液-液相分离温度,示差扫描量热仪(DSC)测定体系的iPP动态结晶温度.加热模压并控制冷却速率制备iPP/Nano-SiO2共混平板微孔膜,对膜结构与透过性能进行了表征.发现Nano-SiO2提高了体系的液-液相分离温度;Nano-SiO2起到了成核剂作用,提高了iPP的动态结晶温度.X光电子能谱(XPS)表明Nano-SiO2向膜表面发生了迁移,膜的亲水性有所提高.随Nano-SiO2添加量增加,膜结构由粒子形态为主向胞腔形态为主转变;膜的孔隙率和纯水通量均呈现先上升后下降的趋势.研究表明:通过向制膜体系中添加Nano-SiO2,可以调控膜结构,并改善膜的透过性能.     

热致相分离聚丙烯中空纤维膜的结构与性能

研究了等规聚丙烯(iPP)熔融指数、聚丙烯初始浓度和冷却速率等因素对热致相分离聚丙烯中空纤维膜性能和结构的影响．随iPP熔融指数降低、聚丙烯初始浓度提高以及冷却速率提高，聚丙烯中空纤维膜平均孔径减小，通量降低．     

聚丙烯MI及成核剂添加量对TIPS法多孔膜结构与透过性能的影响

研究了等规聚丙烯(iPP)/邻苯二甲酸二丁酯(DBP)/邻苯二甲酸二辛酯(DOP)/成核剂TM-1体系的热致相分离(TIPS)行为,采用熔融指数(MI)较低的聚丙烯T30S与MI较高的F401作对比研究.采用示差扫描量热仪(DSC)测定成核效应,采用光学显微镜观察iPP成核与晶粒生长.经过加热模压并控制冷却速率制备iPP多孔膜,对膜结构及其透过性能进行了表征.结果表明:相比于F401/DBP/DOP体系,TM-1对T30S/DBP/DOP体系表现出更强的成核效应;不同MI聚丙烯制备的多孔膜结构明显不同,加入成核剂后,T30S型iPP多孔膜结构由紧密融合、内含胞腔孔的球晶结构转变为晶粒组成胞腔壁、相对开放的胞腔孔结构,而F401型iPP多孔膜的结构仍为紧密融合、内含胞腔孔的球晶结构,只球晶尺寸变小;相同成核剂添加量下,用T30S制备的多孔膜透过性能更好.     

PVDF中空纤维复合膜的制备及其性能研究

研究聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜复合膜的制备与性能．扫描电镜和红外光谱等试验结果表明：聚乙烯醇(PVA)在PVDF中空纤维膜表面与戊二醛发生缩醛化反应，形成了复合膜；浸泡时间、PVA浓度、反应时间、温度等反应条件对于复合膜的性能有着较为明显的影响，随着反应温度的提高、反应时间的延长．缩醛化反应充分，膜通量下降明显，膜截留率升高．     

亲/疏水Janus PVDF复合膜制备及其膜蒸馏性能

为改善聚偏氟乙烯(PVDF)膜的膜蒸馏渗透通量,以PVDF为成膜聚合物,在亲水无纺布表面涂覆PVDF铸膜液,通过溶液相转化(NIPS)法制得亲/疏水Janus PVDF复合膜;考察PVDF铸膜液中添加剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)含量对复合膜结构与性能的影响;将所得亲/疏水复合膜用于直接接触式膜蒸馏(DCMD)过程,分析...     

PVDF膜在碱液下的性能衰减

为了研究聚偏氟乙烯(PVDF)膜在碱液下的性能变化,采用单侧浸润方法对PVDF膜的接触角、临界水入口压力、气体渗透通量、孔径和孔隙率进行了分析.结果表明,当在浓度为1.5 mol/L的碱液中浸润300 h后,PVDF膜表面疏水性下降,膜孔被润湿,传质阻力增大.PVDF膜的疏水性随着碱液浓度的增加而降低.当PVDF膜的浸润时间为150~250 h时,PVDF膜的气体渗透通量和孔径的变化幅度最大.浸润300 h后,PVDF膜的孔隙率增加,传质系数降低,传质阻力增加.随着碱液浓度的增加,PVDF膜的结构性能变化得更为明显.     

气提升式减压膜蒸馏的初步研究

提出一种新型的膜蒸馏过程-气提升式减压膜蒸馏(ALVMD).采用疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜,以自来水作为原料液,考察了鼓气量、中空纤维膜组件的长度、装填密度、料液温度及冷侧真空度对ALVMD过程性能的影响.结果表明:装填密度增加,产水量增加,膜通量减小;组件长度增加,膜通量减小,产水量变化不明显;在低鼓气量下(<3 L/min)膜通量及产水量随气量变化明显,鼓气量为3 L/min时膜通量可以达到27 L/(m2.h);随着冷侧真空度和料液温度的增加,膜通量也随之增加.     

冷却速率对TIPS法聚丙烯多孔膜结构与透过性能的影响

采用热致相分离法制备等规聚丙烯多孔膜,制膜体系为等规聚丙烯(iPP)/邻苯二甲酸二丁酯(DBP)/邻苯二甲酸二乙基己酯(DOP)/TM-1.研究了冷却速率对膜结构与透过性能的影响.结果发现,在低冷却速率下,球晶尺寸随TM-1添加量的增加先减小后增大,高冷却速率下,球晶尺寸随TM-1添加量的增加略有增大;在TM-1添加量相同的情况下,冷却速率提高,胞腔尺寸变小,膜表面变致密;纯水通量随TM-1添加量的增加均先增大后减小,但在高冷却速率下其最大值出现较早,整体上,低冷却速率下的纯水通量较高.实验还发现,提高冷却速率削弱了成核剂对膜结构与透过性能的影响.     

聚氨酯/聚偏氟乙烯共混膜界面微孔研究

采用Loeb-Sourirajan相转化法成膜技术制备了聚氨酯/聚偏氟乙烯（PU/PVDF）共混膜,运用Scott方程对不同质量比的PU/PVDF共混物相容性进行预测,并利用膜性能测试仪、扫描电子显微镜研究了共混物组成对共混膜界面微孔形成的影响以及共混膜界面微孔水通量随工作压力的变化情况.     

水蒸汽诱导法成膜过程研究

在用水蒸汽诱导法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜时,利用光学显微镜对初生态膜在水蒸汽中凝胶过程进行动态观察,结合膜在不同湿度下质量变化和表面液滴层的红外光谱图,研究了蒸汽诱导法成膜的具体过程.结果表明,蒸汽诱导法制备PVDF膜的成膜过程存在着溶剂和非溶剂的迁移,刚开始是非溶剂水的迁入占主导地位,膜质量增加;此后,溶剂与非溶剂的挥发逐渐占主导地位,膜质量在达到最大值后逐渐减少,最终稳定.湿度较高时,溶剂与非溶剂扩散速度较快,膜的凝胶速度较快;湿度较低时,膜凝胶速度则较慢.膜表面和断面电镜照片表明,随着膜在蒸汽中停留时间的延长,蒸汽诱导法最终形成的膜为粗糙多孔表面及对称的断面结构.