复合稀释剂体系下聚偏氟乙烯平板膜的制备与表征

为获得具有杰出的透水性能及力学性能的分离膜,采用低温热致相分离法(L-TIPS),通过聚偏氟乙烯(PVDF)/邻苯二甲酸二丁酯(DBP)/邻苯二甲酸二辛酯(DOP)三元体系制备了PVDF平板膜.并研究PVDF浓度、稀释剂配比、降温速率以及凝固浴温度对膜结构与性能的影响.研究结果表明:随着PVDF和DOP含量的增加,膜结构由球粒堆积结构逐渐转变为双连续结构;纯水通量和孔隙率均随着PVDF浓度的增大而减小,而膜断裂强度和断裂伸长率随着PVDF浓度的增大而增大;当凝固浴温度与铸膜液温度相差不大且降温速率减慢时,膜纯水通量与平均孔径增大,而孔隙率几乎不变.因此,当铸膜液中PVDF质量分数达到40%,在20℃空气冷却的条件下对铸膜液体系进行降温,凝固浴温度为60℃时,能够得到透水性好且力学性能优良的分离膜,纯水通量可达325.65 L/(m2·h),拉伸强度可达1.80 MPa.     

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.     

热致相分离法PVDF/纳米SiO_2/石墨烯杂化中空纤维膜的制备及性能分析

为改善热致相分离(TIPS)聚偏氟乙烯(PVDF)膜的性能,以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)组成混合稀释剂,以纳米SiO_2、石墨烯为添加改性剂,采用TIPS法制备了PVDF中空纤维杂化膜.通过扫描电子显微镜(SEM)观察所得膜形貌,并对其渗透性能及机械性能进行测试表征,研究了纳米SiO_2、石墨烯添加量对PVDF中空纤维膜结构和性能的影响.结果表明:所得膜为均质海绵状孔结构,膜外表面较光滑,内表面粗糙且疏松多孔,随纳米SiO_2添加量的增加膜内外表面水接触角均增大,膜纯水通量先减小后增大,膜孔隙率均大于70%,膜断裂强度和断裂伸长率均先增大后减小;同时添加质量分数分别为3%和0.5%的纳米SiO_2和石墨烯,石墨烯以片层形式均匀分散在膜内,膜纯水通量可达418 L/(m~2·h),相较于原膜断裂强度提高12.6%,断裂伸长率提高89.2%.     

成核剂对热致相分离法聚丙烯多孔膜结构及透过性能的影响

研究了等规聚丙烯(iPP),/邻苯二甲酸二丁酯(DBP)/邻苯二甲酸二-2-乙基己酯(DOP)/成核剂体系的热致相分离行为.成核剂为TM-I或己二酸.利用热台偏光显微镜测定试样的液-液相分离温度,采用示差扫描量热仪(DSC)测定成核剂的成核效应.通过控制冷却速率.加热模压制备iPP多孔膜,并对膜结构与透过性能进行了表征.发现当共溶剂组成和铸膜液固含量恒定时,加入少量成核剂,不影响体系液-液相分离温度,但动态结晶温度、晶粒尺寸、结晶速率、结晶范围、结晶度等结晶学参数发生变化;发现成核剂能改变多孔腱结构.并明显影响多孔膜的透过性能.     

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,     

聚偏氟乙烯多孔膜对水中刚果红的吸附性能

采用相转化法制备了聚偏氟乙烯（PVDF）多孔膜,并通过扫描电子显微镜、热重⁃差热分析仪对样品的表面及断面形貌、热稳定性进行了表征。研究了PVDF膜对水中刚果红的吸附性能。结果表明,PVDF膜的最佳投加质量为30 mg;在303 K下,PVDF膜的最大吸附量为64.6 mg/g;Freundlich等温模型更适合于描述刚果红的吸附行为,吸附动力学符合准二级动力学模型;热力学参数表明PVDF膜对刚果红的吸附是自发行为且为吸热反应;乙醇对吸附过刚果红的PVDF膜具有良好的脱附效果,经过8次吸附⁃脱附,PVDF膜对刚果红仍保持较高的吸附能力。     

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.     

热台原子力显微镜研究PVDF/PBA共混物的表面结晶形态

制备了低温结晶的聚偏氟乙烯（PVDF）/聚己二酸丁二酯（PBA）共混物薄膜.使用热台原子力显微镜跟踪研究PVDF/PBA共混物薄膜样品的原位熔融过程,从片晶尺度上考察不同的共混比例对相分离形态结构的影响规律.结果表明,当PVDF/PBA共混体系在低温下结晶时,PBA组分主要在PVDF的片晶间的区域内分布;共混比例影响两组分都结晶后的片晶排列方式;PBA组分含量较低时,两组分片晶的排列方式主要为＂ABABABAB＂,PBA中等含量时,两组分片晶的排列方式主要为＂ABBBABBB＂;片晶间分相结构对PBA的结晶扩散有抑制作用,PBA组分要充分结晶需要较高的过冷度或者足够长的结晶时间.     

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.     

纳米无机添加剂对聚偏氟乙烯膜的疏水性影响

使用非溶剂致相分离法制备聚偏氟乙烯(PVDF)膜,考察了不同铸膜液浓度下PVDF膜的疏水性,研究添加疏水性纳米粒子对PVDF膜疏水性的影响.结果表明:PVDF膜的疏水性随着铸膜液中PVDF含量的升高而降低,疏水性随着纳米颗粒添加量的增大而升高;当铸膜液中PVDF质量分数为10%,纳米SiO2质量分数为2.5%时,PVDF膜的接触角可达136°;当铸膜液中PVDF质量分数为10%,纳米TiO2质量分数为15%时,PVDF膜的接触角可达141°.     

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...     

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.     

模板辅助浸没凝胶法PVDF疏水微孔膜的制备与性能

以不锈钢丝网嵌入聚二甲基硅氧烷(PDMS)制得微结构模板代替平滑制膜底板,分别以N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、NMP与水的混合物为溶剂,水为凝胶剂,采用模板辅助浸没凝胶法制备高度疏水聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜,并对膜结构、膜底面的疏水程度及膜的透过性能进行表征,分析模板微结构、PVDF固含量和铸膜液中水含量对膜结构及其性能的影响.结果表明:膜底面结构是模板微结构与相分离过程协同作用的结果;模板的辅助作用能显著提高膜底面的疏水程度,并对膜的透过性能有影响;铸膜液中聚合物固含量、水的添加量是影响膜透过性能的关键因素,对膜底面的疏水性稍有影响.研究表明,模板辅助浸入凝胶法是一种简单、理想的高度疏水PVDF微孔膜制备方法.     

聚芳硫醚砜分离膜的制备——相图及微观结构

聚芳硫醚砜是一种具有优异性能的新型特种工程塑料,可将其制备成在高温和酸碱等苛刻环境下应用的分离膜.通过浊点滴定法测定PASS/溶剂/非溶剂三元相图,并采用沉浸凝胶法制备了聚芳硫醚砜分离膜.实验结果表明各种溶剂对PASS的溶解能力大小顺序为:NMP﹥苯酚 四氯乙烷﹥DMF,各种常用沉淀剂的沉淀能力总体上随羟基数的增加、极性的增大而增强,其从大到小的顺序是:H2O﹥丙三醇﹥乙二醇﹥异丙醇﹥乙醇﹥1,2-丙二醇.所制备的PASS分离膜均具有指状孔结构,通过分析可知这种结构的形成可能是延迟分相所导致的.     

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.     

PVDF/TiO_2复合平板超滤膜的制备与性能研究

采用自制纳米TiO2溶胶、商品化纳米TiO2粒子溶胶表面涂覆PVDF膜制得PVDF/TiO2复合膜.通过纯水通量、截留率、接触角以及抗污染性能等实验,考察了不同粒径、浓度的纳米TiO2溶胶对PVDF膜性能的影响,并利用FT-IR和SEM表征了该复合膜的微观构造.结果表明:复合膜的分离性能得到提高,且自制纳米TiO2溶胶改性的PVDF膜综合性能较优异,其接触角由改性前的85.0°降至46.0°,并且去离子水清洗50min后,通量恢复率稳定在95%以上;FT-IR分析显示,复合膜表面羟基数有所增加;SEM观察表明,在PVDF膜表面镶嵌和吸附有一定量纳米TiO2粒子使复合膜呈现出良好的抗污染性能.     

小截留分子量共混超滤膜的研究(Ⅱ)——PVDF与PVAc共混前后超滤膜性能的比较

以聚偏氟乙烯 (PVDF)和聚醋酸乙烯酯 (PVAc)共混 ,采用相转化法制备亲水性小截留分子量共混超滤膜 .本文对PVDF和PVAc共混前后超滤膜性能进行了比较 ,结果表明 ,在相同截留率的前提下共混超滤膜的水通量得到提高且在经济性上也有较大的改善