聚合物共混对聚偏氟乙烯超滤膜结构与性能的影响

根据聚合物共混焓变、绝对黏度及凝胶点值,考察了4种聚合物(聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))与聚偏氟乙烯(PVDF)/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)铸膜液体系的共混相容性。利用凝胶相转化动力学及原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)、亲水接触角和泡点压力等检测手段,分析了水凝胶浴中4种添加剂对PVDF超滤膜成膜过程及膜结构与性能的影响。结果显示,4种添加剂与PVDF/DMAc的共混相容性顺序为PEG>PVP>PVA>PMMA。共混体系均以液液分相为主;其中PEG、PVP共混PVDF体系以瞬时分相为主,膜内部有大孔,表皮层及支撑层较为致密。PMMA和PVA共混PVDF体系有延时分相和液固分相行为,膜表面多孔、内部有大孔且亚层疏松。共混优化了PVDF超滤膜结构。PVA能有效提高膜亲水性能。     

辛醇对PVDF铸膜液体系和膜结构的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)/辛醇/N,N二甲基乙酰胺(DMAc)为铸膜液体系,采用浊点滴定、黏度测定和凝胶动力学实验考察了辛醇对铸膜液体系热力学性质、铸膜液黏度和成膜过程凝胶动力学的影响;采用相转化法制备了PVDF平板膜,研究了辛醇对PVDF膜结构和结晶度的影响规律。结果表明:辛醇含量增加,制膜体系发生相分离所需的水量减少,铸膜液黏度增大,凝胶速率减慢;辛醇的加入使成膜过程中固-液分相在与液-液分相的竞争中占据优势,膜的结晶度增大,膜断面的指状孔减少,蜂窝状结构增加,辛醇含量增大,膜断面由蜂窝状结构向球晶堆积结构过渡。     

甘油添加剂对浸没沉淀法制备PVDF微孔膜结构与性能的影响

不同甘油质量分数的添加剂对浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯（PVDF）微孔膜的结构及性能具有显著影响。实验结果表明,铸膜液中甘油质量分数越高,在相同的制膜条件下,铸膜液越容易发生凝胶分相,所成膜表面越发致密,孔密度降低,断面指状大孔的长度和胞腔状结构的相互贯通性增加。另外膜的空隙率均随着铸膜液中甘油质量分数的增加而增加,...     

不同添加剂对聚偏氟乙烯膜结构和性能的影响

利用非溶剂相转化法(NIPS),以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVPK30)和一水合氯化锂(LiCl·H2O)为混合添加剂,改变PVPK30-LiCl·H2O配比得到不同性能和结构的聚偏氟乙烯(PVDF)膜。考察了不同种类添加剂(PVP、LiCl·H2O、H2O和PEG200)及不同配比的PVPK30-LiCl·H2O添加剂对PVDF成膜分相延时时间、分相速率的影响。实验结果表明,采用PVPK30为添加剂,铸膜液呈瞬时分相行为,膜通量很大;增大混合添加剂中PVPK30/LiCl·H2O的比例,会增加液液分相速率,使膜结构中的大孔贯通整个膜结构。     

添加剂对PVDF凝胶速率和膜性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)为膜材料,利用自制改进的光透射仪,考察了聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、氯化锂、丙醇、PVP/丙醇等作为添加剂对PVDF成膜时分相延时时间、分相速率的影响.结果表明,上述添加剂都能促进PVDF铸膜液在凝胶初始阶段皮层的生成,表现为延时时间的缩短.但是所生成皮层的致密程度不同,使得它们对随后分相速率的影响也不尽相同.最终膜呈现延时分相形态还是瞬时分相形态,不但和延时时间有关,而且和分相速率有很大关系.并将含有这些添加剂的铸膜液纺制成中空纤维膜,考察了添加剂对膜形态和分离性能的影响.     

PVDF/PVA共混膜的研究

采用湿法相转化法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/聚乙烯醇(PVA)共混膜,研究了PVDF/PVA共混体系的相容性,并讨论了PVDF/PVA共混比、固含量、添加剂浓度、凝固条件与后处理对膜结构及性能的影响.结果表明,PVDF/PVA为不相容体系,在成膜过程中产生界面微孔;随PVA含量增加,PVDF/PVA共混膜水通量先增大后减小,在PVDF/PVA为8/2时呈较大值,截留率变化趋势则相反;PVA的存在明显改善了PVDF/PVA共混膜的亲水性,表现为随其含量增加共混膜接触角明显减小;随固含量增加,膜厚度增加,孔隙率降低,水通量减小,截留率升高;添加剂PEG600浓度为6%时,孔隙率高,水通量大,但截留率低;凝固浴种类直接影响膜结构及性能;热处理可完善膜结构从而获得性能更优的膜.选择适当的铸膜条件可制成较好的膜产品,而且共混膜通量明显大于各组分通量的加权,表明共混是一种改善PVDF膜性能的有效方法.     

阳离子季铵型表面活性剂对PVDF/PHEMA共混微滤膜的成膜性能研究

采用凝胶相转化法,以聚偏二氟乙烯(PVDF)/聚甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(PHE-MA)共混合金为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,阳离子季铵型表面活性剂(TM)为添加剂制备微滤膜.考察了添加剂浓度对铸膜液相容性、铸膜液黏度、铸膜液凝胶速度、膜结构和性能的影响.对PVDF/PHEMA/DMAc铸膜液体系中TM添加剂的作用规律进行了研究.实验发现:TM添加质量分数小于5.0%时,铸膜液中组分的相容性得到很大改善,制备出的微滤膜表面孔径均一、孔密度高.随着TM添加浓度的增大,铸膜液黏度先减小后增大,凝胶速度逐渐增大,膜的纯水通量先增大后减小,截留率则始终上升.     

铸膜液熟化时间对制备PVDF微孔膜结构与结晶的影响

铸膜液的熟化时间对膜内部微观孔结构具有较大影响。当天配制的铸膜液制膜过程中首先发生瞬时液-液分相,稀聚合物相成核,所成膜内部形成有指状大孔的胞腔状结构。经一定熟化时间的铸膜液,熟化过程中内部首先发生固-液微相分离。制膜过程中,铸膜液内微液相区发生液-液相分离,微晶固相区凝胶固化,形成网络状结构。当天配制的铸膜液制得的PVDF膜,主要为β型结晶结构。随着铸膜液熟化时间延长,所制得膜β型结晶所占比例减少,α型结晶所占比例增多。     

天然纤维粉体对PVDF/DMAc体系热力学及膜结构的影响

考察天然纤维粉体/聚偏氟乙烯(PVDF)/N,N-二甲基甲酰胺(DMAc)铸膜液热力学性质,采用浸没沉淀相转化法制备了天然纤维粉体/PVDF共混膜,表征了共混膜的结构和性质。结果表明,按照棉花粉体、羊毛粉体、无粉体的顺序,制膜体系越来越容易发生液固分相;并且棉花粉体/PVDF共混膜、羊毛粉体/PVDF共混膜、PVDF膜的孔隙率和水通量依次降低,结晶度依次增加,但膜形态一致,均为致密皮层和多孔亚层。共混膜性质的差异主要是由于纤维粉体亲水性的不同,添加亲水性较好的羊毛粉体的铸膜液成膜速度慢,而添加亲水性较低的棉花粉体的铸膜液成膜速度较快。     

PVDF-g-PVP及PVDF/PVP微滤膜的制备与表征

选取经辐射接枝的PVDF(聚偏氯乙烯)-g-PVP(聚乙烯基吡咯烷酮)接枝物粉体及相同PVP含量的PVDF/PVP共混物粉体,利用浸没-沉淀相转化法制备微滤膜,并通过元素分析、红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、差示扫描量热(DSC)、扫描电镜(SEM)对PVDF膜、PVDF-g-PVP及PVDF/PVP微滤膜的结构和性能进行表征,同时对膜的接触角和水通量进行测试.实验结果表明,PVDF-g-PVP及PVDF/PVP微滤膜的亲水性随PVP含量的增加而增强,但二者的热稳定性与PVDF膜相比略有降低.由于PVDF/PVP微滤膜中的PVP在成膜过程中主要作致孔剂,大部分会流失,因此与PVDF-g-PVP微滤膜相比,相同PVP含量的铸膜液在成膜后PVDF/PVP膜中的N含量较低,膜表面孔数较多,水通量较大,但亲水性略低.