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。     

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。     

有机溶剂对PVDF铸膜液热力学性质及其膜结构性能的影响

考察了10种小分子有机溶剂添加剂对PVDF／DMAc制膜体系热力学与膜结构的影响。结果发现，小分子有机溶剂添加剂使铸膜液体系的凝胶值降低，即热力学稳定性降低。当铸膜液中添加了EtOH、i-PrOH、PgOH、PtOH时，膜中指状大孔结构充分发展，并且膜的孔隙率高、气通量大。而DtOH、BtOH、OtOH、PrA、AC和MeAt添加剂则使得大孔的结构减少，并且孔隙率低、气通量小。最后从热力学性质与扩散两个角度进行了成膜机理的探讨，当使用EtOH、i-PrOH、PgOH、PtOH添加剂时，铸膜液中由于PVDF超分子聚集态结构的生成使得体系的耐非溶剂性能大大降低，也正是铸膜液中存在的PVDF超分子聚集态结构使得扩散速度加快，分相速度提高，于是大孔结构得到发展。     

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。     

相转化法制备聚羟基丁酸戊酸酯多孔膜EI北大核心CSCD

以二甲基乙酰胺(DMAc)作为溶剂,采用相转化法制备聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)平板多孔膜,通过对非溶剂、铸膜液浓度、凝固温度、凝固浴组成的调节,调控成膜过程中的相分离行为,制备出结构可控的PHBV多孔膜。研究表明,45℃时PHBV/DMAc/H_2O体系分相比PHBV/DMAc/乙醇体系更快。当凝固浴为纯水时,非溶剂和溶剂交换速率快,发生瞬时分相,而PHBV固化速率较低,多孔膜形貌呈指状孔、海绵孔并存。随着凝固浴中溶剂DMAc的加入,非溶剂和溶剂的交换速率变缓,从而发生延时分相,多孔膜呈均匀的海绵状结构。     

多元共混PVDF超滤膜的结构和性能研究

根据铸膜液粘度、凝胶点温度及相转化动力学行为,结合SEM和AFM技术及泡点压力、亲水接触角等检测手段,考察了PVDF/DMAc体系中,共混添加PVA、PMMA、PVP及其组合对相转化进程及膜结构参数和性能等的影响。结果显示,PVA和PM-MA共混PVDF铸膜液的粘度和凝胶点升高,导致延迟分相并减缓了相分离及固化速度,膜内部大孔和海绵结构相互贯穿,膜亲水性较好。PVP和PMMA共混PVDF体系发生瞬时分相,液-液分相与液-固分相同时并存,膜内部大孔通透,支撑层致密,分离性能优良。PMMA能有效改善三元共混膜表面的粗糙行为。     

相转化法制备聚羟基丁酸戊酸酯多孔膜

以二甲基乙酰胺(DMAc)作为溶剂,采用相转化法制备聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)平板多孔膜,通过对非溶剂、铸膜液浓度、凝固温度、凝固浴组成的调节,调控成膜过程中的相分离行为,制备出结构可控的PHBV多孔膜。研究表明,45℃时PHBV/DMAc/H_2O体系分相比PHBV/DMAc/乙醇体系更快。当凝固浴为纯水时,非溶剂和溶剂交换速率快,发生瞬时分相,而PHBV固化速率较低,多孔膜形貌呈指状孔、海绵孔并存。随着凝固浴中溶剂DMAc的加入,非溶剂和溶剂的交换速率变缓,从而发生延时分相,多孔膜呈均匀的海绵状结构。     

聚偏氟乙烯膜微孔的形成机理

通过改变聚偏氟乙烯膜的制膜条件,采用扫描电镜观察了膜孔的不同结构.观察了膜的皮层结构、海绵状孔、指状孔以及指状孔壁的结构.根据实验解释了膜的皮层和支撑层孔的形成机理.膜的皮层按旋节线分相机理形成,主要由热力学因素决定.溶剂和沉淀剂通过皮层扩散交换速率的快慢决定膜的支撑层的孔结构,膜的支撑层的孔结构按成核生长机理进行,这里动力学因素起到主要作用.溶剂和沉淀剂通过皮层的扩散速率快,膜的支撑层形成指状孔结构;扩散速率慢,膜的支撑层形成海绵状孔结构;扩散速率适中,膜的断面上部形成指状孔结构,下部形成海绵状孔结构.     

致孔剂对PVDF-g-PNIPAAm温度敏感膜成膜过程及膜性能的影响

采用热力学相图和超声时域反射法研究了致孔剂聚乙二醇(PEG)对聚偏氟乙烯-g-聚N-异丙基丙烯酰胺(PVDF-g-PNIPAAm)成膜过程的影响。结果表明,在PVDF-g-PNIPAAm/DMF/H2O成膜体系中添加PEG后,促进了成膜体系的分相,体系变得更不稳定。加入PEG后,使得PVDF-g-PNIPAAm/DMF/H2O成膜体系的成膜速度加快,体系更容易发生瞬时液液分相,导致膜孔尺寸增加,纯水通量提高,但温度响应性能不明显。     

聚偏氟乙烯膜的超疏水改性研究

为提高疏水膜的疏水性能,使其可在膜蒸馏、膜吸收等领域有更广泛的应用.采用溶液相转移法制备超疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)分离膜,考察了铸膜液中PVDF和非溶剂(低分子二醇类化合物PG)的浓度对膜润湿性能的影响.结果表明,通过改变铸膜液中PVDF、PG的浓度,能使PVDF膜的表面静态接触角从75.1°提高到161.7°,滚动角仅为15.8°.还研究了PVDF复合膜的制备条件对膜润湿性能的影响,结果表明,在一定的非溶剂浓度范围,增加复合膜涂覆液中非溶剂PG的加入量,有利于得到较高的复合膜表面接触角,但膜丝在涂覆液中的浸泡时间也需要相应延长.当非溶剂PG的质量分数为39.1%、浸泡时间为50 s时,复合膜表面接触角达到了155°.     

表面喷涂壳聚糖溶液对聚偏氟乙烯多孔膜的结构和性能的影响

在聚偏氟乙烯(PVDF)溶液膜表面喷涂壳聚糖(CS)醋酸溶液,用浸没相转变法制备PVDF多孔膜,研究CS溶液对多孔膜的结构和性能的影响并探讨了成膜机理。结果表明,随着溶液膜表面CS溶液体积的增加PVDF膜的孔隙率提高,膜表面的亲水性大幅度提高,β晶含量降低而α晶的含量提高;喷涂CS溶液前PVDF膜的上表面结构致密,喷涂CS溶液后PVDF膜上表面呈现多孔结构,其断面结构均为指状大孔结构;喷涂CS溶液的体积为2 mL、4 mL和6 mL的PVDF膜,其水通量先增加后降低,分别为683.33 L/m²·h、1121.57 L/m²·h、1171.36 L/m²·h和1029.02 L/m²·h。用不同方法制备的PVDF膜,其结构和性能不同,因为膜上表面的成膜机理不同。     

SiO2对PVDF超滤膜性能的影响

把SiO2纳米颗粒加入到聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中能配成稳定、均匀、透明的溶液,同时会使铸膜液黏度增大.采用相转化法和溶剂浇铸法制成两类有机-无机杂化膜.实验结果表明,亲水型SiO2能增强膜的亲水性,减慢膜的凝胶速度,并使膜的纯水通量、截留率、孔隙率和结构发生显著的改变.     

凝固浴组分对双凝固浴法制备PVDF膜结构和性能的影响

在内外凝胶浴中添加不同含量的溶剂,采用双凝固浴法制备了PVDF/PVP/DMAc中空纤维膜.通过膜形貌扫描电镜( SEM)表征,纯水水通量和牛血清蛋白(BSA)截留率测试实验,分析评价了凝固浴中溶剂含量对PVDF中空纤维膜结构与性能的影响.结果表明,凝固浴中溶剂含量增大会导致皮层孔隙率增多,而对亚层结构的影响各不相同.膜的纯水渗透通量变化无明显规律性,但BSA截留率保持相对稳定.当内外凝固浴中溶剂体积分数分别为30％和70％时,膜内部大孔发育良好,亚层疏松多孔,水通量分别为270 L/(m2,h)和548 L/(m2·h),显示了良好的渗透性能.     

添加剂PEG对PVDF/SiO_2杂化膜性能的影响

在PVDF/SiO2体系中添加了PEG,利用浸没沉淀相转化法制备了PVDF/SiO2杂化膜,并对膜性能进行测试,采用SEM观察膜表面与断面的微孔结构.结果表明:铸膜液中加入PEG,促进了SiO2在PVDF体系中的分散,增加了界面微孔数量,该膜试样在保持较高截留率的情形下,水通量得到了一定程度的提高.SEM断面照片显示,在PVDF/SiO2体系中加入PEG,制备的PVDF/SiO2杂化膜试样中大孔的数量增多,而且孔壁上细小微孔数量也增多.     

新型放射性气溶胶取样过滤膜的研制

制备了用于放射性气溶胶取样监测的增强微孔滤膜,讨论了铸膜液配方、制膜工艺参数和添加剂对膜结构和性能的影响.实验结果表明,以PVP为致孔添加剂,以面密度较低的无纺布为支撑层,控制铸膜液浓度和成膜工艺,可得到表面收集特性好,过滤效率高的PVDF双功能层增强微孔滤膜.该增强微孔滤膜取样阻力小,流量大,强度高,配合人工核素气溶胶快速监测装置,可进行高氡浓度环境下α放射性气溶胶的实时连续监测.     

添加剂对制备对称状PVDF膜的结构与蛋白吸附性能的影响

以聚偏氟乙烯(PvDF)为膜材料,通过浸没沉淀法制备得到开放性网络状对称结构的PVDF膜.考察不同添加剂对膜结构的影响.结果表明,与溶剂磷酸三乙酯(TEP)相容性良好的添加剂(乙醇,聚乙二醇,乙酸乙酯)所成膜表面结构均匀,孔隙率较大,蛋白吸附量较高;与溶剂相容性较差的添加剂(水,甘油)使得铸膜液组成接近于分相区,成膜过...     

纳米TiO2共混改性PVDF复合膜的制备和性能

将锐钛矿TiO₂纳米颗粒共混于铸膜液中,用溶致相转换分离法制备了纳米TiO₂改性PVDF膜,并对复合膜的结构进行了表征,研究了TiO₂纳米粒子含量对复合膜性能的影响。结果表明,随着TiO₂纳米粒子含量的增加,复合膜的表面水接触角降低、亲水性提高,纯水通量逐渐增加（TiO₂浓度<8%）,复合膜对于蛋白质吸附量降低、膜的抗污染能力提高。当LiC1的浓度（质量分数,下同）为2%、PEG600的浓度为2%、PVDF的浓度为20%、TiO₂的浓度为5%-8%时,杂化膜的孔径大小均匀,TiO2颗粒负载于PVDF膜的骨架中。与PVDF膜比较,TiO₂/PVDF复合膜的亲水性提高、对蛋白质的吸附降低、抗污染能力增强。此复合膜对Cu（Ⅱ）表现出良好的吸附-脱附性能,在150 min内对Cu（Ⅱ）的吸附率为82.19%。