稀释剂对TIPS法等规聚丙烯中空纤维微孔膜孔径及其连通性的影响

热致相分离（TIPS）法制备等规聚丙烯（iPP）中空纤维微孔膜,邻苯二甲酸二丁酯（DBP）与邻苯二甲酸二辛酯（DOP）的混合溶剂作为制膜稀释剂。干/湿氮气流量法测定了α（稀释剂中DBP的质量分数）和β（铸膜液中聚合物的质量分数）对膜样品的平均孔径及其分布的影响,并采用膜孔曲折因子定量表达膜孔连通性。发现全部膜样品均体现窄孔径分布特征。对于相同的β, α增加导致平均孔径及膜孔连通性下降。α=0.20时,β增加,膜的平均孔径先增加后降低,膜孔曲折因子稍下降; α=0.35或0.50时,β增加,膜的平均孔径降低,膜孔曲折因子下降。膜孔连通性体现了膜内部的拓扑结构,共溶剂组成和铸膜液固含量能够调节iPP中空纤维微孔膜的孔径及其连通性。     

聚丙烯中空纤维膜的制备方法

介绍了两种主要聚丙烯中空纤维膜的制备方法,即熔融-拉伸法和热致相分离法,并叙述了二者的优缺点及对聚丙烯中空纤维膜性能的影响。     

中空纤维膜制备方法研究进展

介绍了中空纤维膜3种主要制备方法,即溶液纺丝法、熔融纺丝-拉仲法和热致相分离法。分别阐述了这3种方法的技术路线和致孔机理,回顾了3者的进展,展望了中空纤维膜制备技术的发展趋势。     

乙烯-三氟氯乙烯共聚物中空纤维膜的制备研究

利用热致相(TIPS)制膜技术,选择五种不同的液体稀释剂(邻苯二甲酸二甲酯,邻苯二甲酸二乙酯,邻苯二甲酸二丁酯,三乙酸甘油酯,乙酰柠檬酸三丁酯)制备出乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)中空纤维膜并对膜性能进行表征。当ECTFE/稀释剂体系降温发生固-液相或窄的液-液相分离时,制得的膜结构为球粒堆积结构,力学性能差,水通量低。随着ECTFE/稀释剂体系液-液相分离区的增加,制得的膜结构转变为双连续结构,力学强度增加,水通量高。     

聚丙烯中空纤维膜的应用与清洗方法

采用聚丙烯中空纤维微孔膜的减压膜蒸馏技术对氯化钠、氯化钙和硫酸镁等盐溶液进行脱盐处理,考察了料液温度、料液流量、料液浓度和冷测真空度对膜的渗透通量和去除率的影响。实验表明：随着真空度及料液流量、温度的提高,膜的渗透通量有增加的趋势。在相同条件下处理不同的盐溶液,膜的渗透通量相差不大,膜的去除率达到99％以上。使用0．5mol／L盐酸以及0．05mol／L EDTA清洗被污染的膜效果最明显,可迅速有效地将附着在中空纤维膜上的无机污染物去除,使膜渗透通量得到基本恢复。     

热致相分离法制备聚酰胺纤维增强PAN中空纤维膜研究

以聚丙烯腈(PAN)为基体材料,聚酰胺纤维为增强材料,采用热致相分离法制备了聚酰胺纤维增强PAN的中空纤维膜,观察了中空纤维膜的微观结构,并研究了混合稀释剂、PAN及聚酰胺纤维对中空纤维膜性能的影响.结果表明:中空纤维膜表层分子排列致密,分离层存在纤维状孔隙结构;PAN与聚酰胺纤维的相容性良好;混合稀释剂用量为10％(...     

热致相分离法iPP/nano-SiO2杂化中空纤维膜的结构与透过性能

通过熔融共混等规聚丙烯(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,采用热致相分离法(TIPS)制备了iPP中空纤维膜。对膜结构与透过性能进行了表征。用示差扫描量热仪(DSC)测定了体系的iPP动态结晶温度,融化峰值温度数值表明结晶只存在α晶型。X光电子能谱(XPS)表明nano-SiO2向膜表面发生了迁移,使得膜的亲水性有所提高,膜的接触角由120.05°降低到101.05°,降低了19.7%。随着nano-SiO2添加量的增加,膜的孔隙率和纯水通量均呈现先增大后减小的趋势。膜的孔隙率增加了20.2%,纯水通量增大了21.7%。经过拉伸后的杂化膜,孔隙率增大了27.4%,纯水通量增加了211%。研究表明:通过向铸膜液中添加nano-SiO2,可以优化膜结构,并改善膜的亲/疏水性以及透过性能。     

热致相分离法制备聚偏氟乙烯中空纤维微孔膜的研究

利用热致相制膜技术,选择三种常用的液体稀释剂(邻苯二甲酸二丁酯,1,4-丁内酯,磷酸三丁酯)、两种固体稀释剂(二苯甲酮,碳酸二苯酯),制备出PVDF中空纤维膜并对膜性能进行表征。当PVDF/稀释剂体系降温发生固-液相或窄的液-液相分离时,制得膜为球粒堆积结构,强度差,通量高。随着PVDF/稀释剂体系液-液相分离区的增加,制得膜转变为双连续结构,强度增加。     

混合稀释剂对热致相分离法制备聚偏氟乙烯膜性质及结构的影响

采用邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为稀释剂,通过加入部分N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)或邻苯二甲酸二辛酯(DOP),分别在150℃和220℃下,采用热致相分离法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)平板膜,研究了在较低温度下或高温下制得膜的性能和结构。结果表明,加入质量分数10%的DMAc在150℃下制膜,比采用纯的DBP为稀释剂时膜的通量提高了28%,过多DMAc的加入反而会使膜的通量降低;加入质量分数10%的DOP在220℃下制膜,膜的通量则下降了62%。同时采用扫描电镜观察了膜的截面结构,解释了采用不同混合稀释剂时膜形成不同结构的原因。     

纺丝工艺对聚丙烯中空纤维宏观结构的影响

主要讨论了纺速、泵供量、氮气通量、空气纺程和纺丝温度等纺丝工艺条件的设置对纤维宏观结构的影响,为设计具有合理宏观结构的中空纤维膜提供参考。     

纺丝条件对PVDF/PVC中空纤维膜性能的影响

采用干-湿法纺丝工艺制备PVDF/PVC共混中空纤维膜,通过对水通量、孔径、截留率等的测试,研究了挤出速率、芯液流量、干纺程对PVDF/PVC中空纤维膜性能及结构的影响,并进行了详细的理论分析。试验结果表明挤出速率与膜通量存在最大值,芯液流量与膜通量及截留率呈线性关系,干纺程的影响效果跟挤出速率类似。可以通过改变纺丝条件来制备性能不同的中空纤维膜。     

填充密度对新型中空纤维膜接触器分离性能和传质的影响

采用聚丙烯中空纤维膜接触器作为新型精馏结构填料对甲醇水溶液体系进行了精馏分离过程的实验研究,探讨了填充密度对中空纤维膜接触器分离性能和过程传质的影响.结果表明,填充密度为4.7%时,接触器塔顶甲醇浓度比填充密度为9.5%时的高,且两种填充密度的膜接触器组件均可在远离常规填料液泛线以上的气速范围操作.随着气速逐步增大,传质单元高度变大,壳程气相传质系数随之变大,填充密度高的组件的气相传质系数较小.     

The Effect of Polyethersulfone Concentration on Flat and Hollow Fiber Membrane Performance

Abstract

Flat and hollow fiber (HF) membranes are made in order to determine the effect of the polyethersulfone (PES) concentration in the precursor film-casting solution on resultant flat and hollow fiber membrane performance. The additive polyvinyl-pyrrolidone (PVP) is included in the film-casting solution to ensure that membranes can be made over wide variations in the PES polymer concentration. In general, membrane permeability decreases and solute separation ability increases as the PES concentration increases. However, for both flat and HF membranes, performance is strongly dependent on whether the PES concentration is above or below the critical value. Flux greatly decreases and solute-separation ability increases when the critical PES concentration is surpassed. Membrane performance is generally optimized when the PES concentration is at the critical value.     

熔纺聚氨酯系共混中空纤维膜研究

将聚氨酯/碳酸钙/聚乙二醇(PU/Ca CO3/PEG)熔融共混纺丝制得中空纤维膜,分析了冷却温度、PEG分子量及后拉伸等纺丝工艺对纤维膜结构及性能的影响。结果表明:随冷却温度的提高,纤维膜表面的微孔数量增多,孔径增大;低分子量PEG可提高纤维膜微孔的通透性,且经适当后拉伸后,纤维膜的水通量增加明显。     

多孔中空纤维膜制备及后处理对膜性能的影响

采用干-湿法纺丝工艺,以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,制备聚偏氟乙烯/聚氯乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯共混五孔中空纤维膜,研究了纺丝工艺参数以及后处理对膜性能的影响.结果表明,当干纺程为20 cm,芯液中DMAC质量分数为40%,芯液流量为13 mL/min时,制备的纤维膜综合性能最好.该中空纤维膜最大水通最为612 L/(m2·h),截留率为83%.     

磺化聚砜对聚砜中空纤维膜结构与性能的影响

以聚乙二醇(PEG)为添加剂,二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,采用浸没沉淀法制备了磺化聚砜(SPSF)/聚砜(PSF)中空纤维膜,考察了SPSF对聚砜中空纤维膜结构及性能的影响。实验结果表明:添加SPSF后,因其在分子链中产生的极性磺酸基团,使聚砜膜的表面接触角从94.7°降低到75°,平均孔径增加15.8%,其纯水通量较之未加入SPSF大幅提高,纯水通量从未添加SPSF时的129.2 L/(m~2·h)增加到了312.4 L/(m~2·h)。当SPSF质量分数为1.5%,PEG/DMAc为35/45,空气间隙为5 cm时,膜的综合性能最好。此时,纯水通量为302.6 L/(m~2·h),对牛血清蛋白溶液(BSA)的截留率为93.1%,孔隙率为76.1%,平均孔径55.2 nm,拉伸强度为4.89 MPa。     

聚丙烯中空纤维膜亲水化改性展望

聚丙烯中空纤维膜因具有不对称膜的特性以及单位膜面积大、分离效率高等优点被广泛应用于水处理等分离领域。但由于聚丙烯的疏水性导致其应用受限,而聚丙烯中空纤维膜的亲水改性是拓展其应用的重要手段,因此研究其亲水改性具有重要的意义。简要介绍了聚丙烯中空纤维膜及应用,着重论述了改善其亲水性的各种方法和最新进展,并对聚丙烯中空纤维膜亲水改性的发展方向进行了展望。