PVDF/编织管中空纤维复合膜的制备及其性能研究

以纤维编织管为支撑层,通过涂覆-浸没沉淀相转化技术,制备了超高强度、大通量的PVDF/编织管中空纤维复合膜,考察了铸膜液中PVDF和添加剂PVP含量等对膜性能的影响。结果显示,随铸膜液中PVDF含量增加,复合膜纯水通量下降,爆破强度增加,平均孔径减小;PVP的质量分数从2%增加至10%,膜通量呈现降低趋势,但爆破压力先增后减;当PVDF、PVP的质量分数分别为8%、6%时,复合膜纯水通量达4 300 L/(m2·h),爆破压力为0.32 MPa。研究范围内,复合膜孔隙率始终保持在45%以上,爆破压力高于0.30 MPa,且由于编织管的存在,而使复合膜的拉伸强度很高,显示了较好的过滤性能;添加PVP和PVA较PEG在膜性能方面的贡献更突出。     

离子液体接枝型纳米二氧化硅对聚偏氟乙烯膜的亲水化改性研究

采用溶液接枝法合成了离子液体接枝型纳米二氧化硅(IL-Si O2),并利用浸没沉淀相转化法制备了聚偏氟乙烯/离子液体接枝型纳米二氧化硅(PVDF/IL-Si O2)杂化膜,考察了IL-Si O2含量对杂化膜性能的影响。采用流动电位、接触角和水通量等手段分析研究了杂化膜的性能。研究结果表明,PVDF/IL-Si O2杂化膜表面带有正电荷;IL-Si O2的加入显著提高了杂化膜的亲水性、拉伸强度和断裂伸长率;杂化膜纯水通量显著增加的同时,对蛋白质的吸附量和截留率均有一定程度上的提高。     

聚偏氟乙烯有机膜的共混改性及性能研究

将聚偏氟乙烯和高分子聚合物共混,通过溶胶-凝胶相转化法研制综合性能良好的微孔膜,考察了铸膜液浓度、PVDF与共混添加剂的配比、凝胶浴温度、溶剂挥发时间和酸、碱、氧化处理对共混膜性能的影响.结果表明,随着铸膜液中聚合物总含量、膜液的黏度增加,纯水通量总体呈下降趋势,孔隙率先增加后减小,最后趋近平衡;随着共混添加剂在铸膜液中相对含量的增加,纯水通量先增加后减小,孔隙率可得到有效提高,平均孔径变化不大;凝胶浴温度对纯水通量没有较大影响;延长溶剂的挥发时间,使平均孔径减小;找到合适的共混添加剂并选择适当的膜液组成,能够使共混改性膜的纯水通量、孔隙率、抗酸、碱、氧化性能较改性前得到有效提高.其中纯水通量较改性前提高10％左右,孔隙率提高15％左右,说明共混化是一种改善PVDF膜性能的有效方法,具有极好的实用开发价值.     

TiO_2/PVDF改性中空纤维超滤膜的制备与性能表征

采用非溶剂致相分离法制备TiO_2/PVDF改性中空纤维超滤膜,利用傅里叶红外吸收光谱技术、扫描电镜表征了膜的化学组成及微观形态,考察了添加纳米TiO_2粒子对PVDF膜的纯水通量、截留率、机械强度、孔隙率及亲水性等性能的影响。结果表明,与未添加纳米TiO_2粒子的膜相比,其微观结构、亲水性及膜性能均有显著提高;纳米TiO_2粒子的添加有效改善了膜的亲水性及机械强度,但过量添加会造成团聚,从而影响膜的分离性能。纳米TiO_2粒子的质量分数为1%时制得的膜综合性能为优,纯水通量达到了524.3 L/(m2·h),BSA截留率达到了96.3%,拉伸强度为2.69 MPa,断裂伸长率为182%,表面纯水接触角为65.4°,孔隙率为77.9%。     

PVP含量对聚偏氟乙烯制备的编织管增强型中空纤维膜结构与性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)树脂为原料,选择聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为成孔剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,制备PVDF编织管增强型中空纤维膜。研究了PVP的含量对制备膜丝的结构与性能的影响。结果表明,当PVP质量分数在10%时,所得膜丝的剥离强度和纯水通量性能最佳。     

TiO_2溶胶改性PVDF超滤膜的制备与性能研究

利用溶胶-凝胶法制备二氧化钛(TiO2)溶胶并添加到铸膜液中,应用非溶剂致相法制备聚偏氟乙烯(PVDF)成品膜。系统研究了溶胶态TiO2、无机态Ti O2以及无机态TiO2/分散剂体系对TiO2/PVDF杂化膜的表面形貌、热稳定性、纯水接触角的影响。结果表明,溶胶态TiO2在铸膜液中分散良好,制取所得成品膜具有优良的综合性能,溶胶态TiO2的加入使得膜的接触角明显降低,孔隙率和平均孔径增大。     

添加剂PVA对PVDF/丝瓜络共混膜结构及抗污染性的影响

采用浸没沉淀相转化方法制膜,以聚乙烯醇(PVA)作为膜结构调控和亲水化改性的添加剂,考察了在PVDF和丝瓜络纤维含量分别为16%和1.2%的铸膜液体系中,PVA的聚合度和添加量对PVDF/丝瓜络共混膜的亲疏水性、纯水通量和截留率的影响规律,PVA改性膜以及对模拟废水的处理性能。结果表明:PVA的加入,使得共混膜表面膜孔趋于圆孔,同时孔隙率提高,接触角继续减小。分别以过滤腐植酸和海藻酸钠两种典型污染物配制的模拟废水为处理对象时,改性膜比通量衰减幅度较小,膜稳定通量高。     

不同铸膜液成分对PES/PVDF膜结构与性能影响的研究

采用浸没沉淀相转化法,以二甲亚砜(DMSO)、磷酸三乙酯(TEP)及二甲基乙酰胺(DMAC)作为铸膜溶剂,制备聚醚砜(PES)/聚偏氟乙烯(PVDF)共混膜,研究不同铸膜液成分对膜结构与性能的影响。通过膜的纯水通量、孔隙率、接触角等表征膜性能。利用有机添加剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)改变PES/PVDF共混膜的性能,结果表明无机添加剂可增大其纯水通量和孔隙率并改善其亲水性。     

聚偏氟乙烯和聚砜共混中空纤维膜的制备和性能研究

考察了聚偏氟乙烯(PVDF)和聚砜(PSF)共混比例、聚合物浓度对制得的中空纤维膜结构和性能的影响。通过扫描电镜观察膜的结构,并用相关设备测试检测中空纤维膜的纯水通量、截留率、孔隙率和断裂强度等膜性能;通过实验数据对比,最终确定一个最佳配比。     

凝胶浴条件对PVDF/CaCO3共混中空纤维膜性能和结构的影响

采用干-湿相转化法制备了PVDF/CaCO3共混中空纤维膜,考察了芯液组成和外凝胶浴温度对共混膜结构和性能的影响。结果表明,随芯液中酸含量增加,膜纯水通量迅速升高,BSA截留率略有下降;膜拉伸强度下降,断裂伸长率增加。SEM图显示,膜断面指状孔的数量增多、支撑层厚度变薄、膜亚层海绵孔增加;相应孔隙率升高,而泡点压力略微下降。当外凝胶浴温度较高时,膜支撑层和外皮层较为致密,导致膜纯水通量明显下降,同时BSA截留率在80℃高温外凝胶浴时,由于膜外皮层上出现少量大孔结构,而迅速下降为62.55%。     

不同的后处理液对PVDF中空纤维膜的性能影响研究

研究了5种不同后处理液对PVDF中空纤维超滤膜丝的膜通量、断裂强力和孔隙率的影响。结果表明,经过30wt%的1,3-丙二醇溶液处理的PVDF中空纤维膜,膜通量及孔隙率均能维持在初始性能的95%以上,且对膜丝的断裂强力几乎没有任何影响,取得效果最佳,可以替换目前使用率最高的甘油溶液成为一种新的中空纤维膜丝后处理保护液。     

PVDF中空纤维膜的制备及冷拉伸处理对其性能的影响

用干-湿纺丝法制备聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜,用万能拉力仪进行冷拉伸处理,分别拉伸0.9、1.2、1.5、1.8倍.研究拉伸前后的中空纤维膜的纯水通量、牛血清白蛋白(BSA)通量衰减、孔隙率等基本性能,用电镜观察膜的表面形貌,用万能拉力仪测试膜的力学性能,用红外光谱仪分析膜内的晶体结构.结果显示,拉伸会影响中空纤维膜的基本性能及表面形貌.拉伸1.8倍为最佳拉伸倍数,此法可简易制得性能良好的高通量微孔膜.     

聚偏氟乙烯管式微孔膜的工艺研究

对聚偏氟乙烯(PVDF)管式微孔膜生产工艺进行了研究。系统地讨论了相转化法制备管式微孔膜过程中各个因素的影响。研究发现,铸膜液温度对PVDF管式膜截留率和纯水通量影响不明显;铸膜液中加入NH4Cl后,膜的纯水通量增加,截留率减小,孔径增大;不同凝固浴制得的PVDF管式微孔膜不同,膜的纯水通量和截留率也不同。     

基于硅烷偶联剂表面改性制备Al_2O_3/PVDF杂化膜

采用硅烷偶联剂(2-氰乙基)三乙氧基硅烷对纳米Al_2O_3粒子进行表面改性,利用热致相变法制备了改性Al_2O_3/PVDF有机无机杂化膜,研究了改性Al_2O_3的添加量对杂化膜性能的影响。经(2-氰乙基)三乙氧基硅烷改性后,纳米Al_2O_3粒子的团聚减少,改性后纳米Al_2O_3的平均最小粒径为52.23nm。与纯PVDF膜比较,改性纳米Al_2O_3的添加改善了PVDF膜的形貌结构,改性Al_2O_3/PVDF杂化膜形成的球晶明显增加,球晶的密度尺寸缩小,杂化膜中形成了大量连通的界面孔,膜的孔隙率升高,改善了PVDF膜的力学性能和亲水性,提高了截留率。当纳米粒子添加量达到5%时,膜的截留率提高了7.2%,膜的纯水通量达到了593.95L/(m~2·h),膜强度达到5.0MPa。     

纺丝条件对PVDF/PVP共混中空纤维膜性能的影响

采用干-湿法纺丝工艺制备PVDF/PVP共混中空纤维膜,利用红外分析技术和广角粉末衍射表征了膜组成和结晶性质,考察了液膜空气蒸发时间、铸膜液脱泡时间、拉伸速度、芯液温度等纺丝条件对膜的纯水通量、截留率、拉伸强度、断裂伸长率等性能的影响.结果表明,随芯液温度提高,膜纯水通量和截留率变化不大,但能显著提高拉伸强度和断裂伸长率;随着铸膜液脱泡时间和液膜在空气中蒸发时间的延长,膜纯水通量下降,截留率升高,拉伸强度和断裂伸长率增大;拉伸速度与膜拉伸强度和断裂伸长率呈正相关,在3.28 m·min-1时的膜纯水通量和截留率表现最佳.试验条件下得出的最优纺丝条件为:芯液温度60℃,静置脱泡48 h,蒸发时间2s,拉伸速度3.28 m· min-1.     

聚偏氟乙烯管式微孔膜的工艺研究

对聚偏氟乙烯(PVDF)管式微孔膜生产工艺进行了研究。系统地讨论了相转化法制备管式微孔膜过程中各个因素的影响。研究发现，铸膜液温度对PVDF管式膜截留率和纯水通量影响不明显；铸膜液中加入NH4Cl后，膜的纯水通量增加，截留率减小，孔径增大；不同凝固浴制得的PVDF管式傲孔膜不同，膜的纯水通量和截留中也不同。     

铸膜条件对相转化法制备PVDF微滤膜性能的影响

研究了浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜过程中挥发时间、凝胶浴温度、铸膜厚度和铸膜速度对成膜的形态结构、孔隙率、过滤性能以及污染性能的影响。结果表明,随挥发时间延长,成膜孔隙率变小,纯水通量先增加后减小,以10 s为挥发时间制得的膜抗污染性能最强;随凝胶浴温度的升高,孔隙率、纯水通量及抗污染性能先增大后减小,在45℃成膜污染速率最低;随铸膜厚度的增加,纯水通量逐渐减小,孔隙率呈现先增加后减小的规律,且铸膜厚度为0.25 mm时成膜抗污染性能最好。     

聚砜中空纤维膜的亲水改性研究

将吐温80或磺化聚砜(SPSF)加入聚砜-聚乙二醇400-二甲基乙酰胺(PSF–PEG400–DMAc)体系,共混制成均一铸膜液,采用浸入沉淀相转化法制备聚砜中空纤维超滤膜,考察吐温80或SPSF对聚砜中空纤维膜的亲水改性效果。对膜结构、铸膜液黏度、纯水通量、截留率、拉伸强度等进行了表征。研究结果表明,SPSF相比吐温80对膜的亲水性改善更明显。当SPSF质量分数为1.5%时,就可将PSF中空纤维膜的纯水通量提高一倍以上,膜纯水通量达到302 L/(m~2·h),对牛血清白蛋白(BSA)的截留率达到93%。     

铸膜液中聚甲基丙烯酸甲酯含量对聚偏氟乙烯膜的影响

为深入研究铸膜液中聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)含量对聚偏氟乙烯(PVDF)膜的影响,文中配制不同PMMA含量的铸膜液,通过溶液相转化法制备PVDF平板膜,采用扫描电镜、原子力显微镜和接触角测定仪、孔径分析仪、纯水通量测定仪对膜形貌和膜性能进行分析.结果表明,随铸膜液中PMMA含量增加,膜的孔径减小,膜表面的粗糙程度降低,膜的抗污染性能增强,当PMMA含量为1 wt％时,膜通量达到最大值,膜性能最佳.     

非溶剂添加剂对聚醚砜酮中空纤维纳滤膜结构和性能的影响

以新型杂萘联苯聚醚砜酮(PPESK)为膜材料,N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为溶剂,乙二醇甲醚(EGME)、冰醋酸(AA)以及AA/EGME作为复合添加剂,采用干-湿相转化技术制备了中空纤维非对称纳滤膜,重点考察了非溶剂添加剂对中空纤维膜结构和性能的影响。结果表明非溶剂添加剂的加入导致了中空纤维膜孔结构由指状转变为海绵状,从而引起中空纤维膜性能的变化。当聚合物质量分数为23%,铸膜液溶剂体系为m(AA)∶m(EGME)∶m(NMP)=5.7∶16.5∶54.8时,中空纤维膜对PEG600的截留率高于96%,纯水通量为211 L/(m2.h)。