热致相分离法制备聚醚醚酮中空纤维膜

以聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)为原料,采用熔融纺丝-热致相分离法成功的制备出PEEK中空纤维膜,并详细研究了膜成型条件对膜结构与力学性能的影响,测试了PEI含量为60%的最大中空度下膜的渗透性能。结果表明,通过控制中空纤维的成型条件可以控制中空纤维膜的中空度、壁厚等结构;PEI含量高,空气层高度低,拉伸比大时纤维中空度高,壁厚小;拉伸比和空气层高度对膜孔径的影响并不大,而PEI的含量是影响膜孔径的最主要因素,当PEI含量从40%提升到60%时,孔径从6.1 nm提升到6.9 nm;PEEK与PEI两者相容性好,形成双连续的海绵状孔结构;力学性能表明,PEI含量是影响力学性能的主要因素,当PEI含量从40%提升到60%时,膜强度从0.396 c N/dtex降低到0.267c N/dtex。     

聚乙二醇增塑醋酸纤维素中空纤维膜的制备与性能

以聚乙二醇为增塑剂,采用熔融纺丝-拉伸法制备了具有海绵状孔结构的二醋酸纤维素(CA)中空纤维均质膜。通过场发射扫面电子显微镜、纯水通量、泡点孔径、孔隙率及力学性能测试讨论了成孔剂含量和拉伸条件对CA中空纤维膜结构和性能的影响。结果表明,随拉伸倍数和成孔剂含量提高,膜内外表面孔径均增大,孔隙率提高,通透性改善。随成孔剂含量提高,中空纤维膜断裂强度和断裂伸长率均降低;随拉伸倍数提高,中空纤维膜断裂强度提高而断裂伸长率降低。当成孔剂含量为55%,拉伸倍数为2.25时,所得膜性能较好,膜纯水通量为186.44 L/(m2·h),断裂强度为5.47MPa,断裂伸长率为5.30%。     

聚醚醚酮/聚醚酰亚胺合金的热学性能与力学性能

通过熔融共混和注塑成型的方法制备了不同质量比的聚醚醚酮/聚醚酰亚胺（PEEK/PEI）合金,确定了各种质量比下时的最佳加工温度。采用热重分析、差示扫描量热分析、动态力学热分析和拉伸、三点弯曲的性能表征方法,研究了PEEK/PEI共混合金的热学和力学性能随PEEK/PEI质量比的变化趋势。结果表明,各组分比的PEEK/PEI合金均具有良好的热稳定性;随着PEEK含量增加,合金结晶度呈现上升的趋势,而玻璃化转变温度不断下降;室温时,PEEK含量对PEEK/PEI共混物的力学性能影响较弱;当测试温度稍低于PEEK玻璃化转变温度时,其力学性能随着PEEK含量的增加表现出降低的趋势;当测试温度在PEEK与PEI玻璃化转变温度之间时,合金的力学性能随着PEEK含量的增加先下降再上升。最后,基于随机森林法量化了合金质量比及热性能参数对PEEK/PEI合金力学性能的贡献程度。     

聚醚砜含量对纤维素/聚醚砜中空纤维血液透析膜结构和性能的影响

以离子液体氯代1-烯丙基-3-甲基咪唑([AMIM]Cl)为溶剂来纺制纤维素/聚醚砜共混中空纤维膜,考察了聚醚砜含量对中空纤维膜结构与性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)对膜内、外表面形态结构进行了观察,测试了中空纤维膜的水通量、截留率等渗透性能,最大拉伸强度、断裂伸长率、杨氏模量等力学性能以及透析性能。结果表明:随着聚醚砜含量的增加,中空纤维膜外表面孔洞结构变大,内表面结构变得更加疏松,膜孔隙率与水通量升高,最大拉伸强度、断裂伸长率、杨氏模量等力学性能则逐渐下降;对尿素的清除效率逐渐提升;对溶菌酶和牛血清白蛋白的清除效率逐渐增大,在聚醚砜含量为13%时分别达到最大值24.05%和19.91%。     

纵向拉伸法测量中空纤维膜断裂伸长率的不确定度评定

力学性能是中空纤维膜重要的性能指标,断裂伸长率又是表征中空纤维膜力学性能的主要技术参数。基于GB/T 3916—2013《纺织品卷绕纱单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定》,依据JJF 1059—2012《测量不确定度评定与表示》,建立中空纤维膜断裂伸长率测量结果的不确定度评定数学模型,分析不确定度来源,评定中空纤维膜断裂伸长率测量结果的不确定度。结果表明,中空纤维膜的拉伸行为属于韧性且有屈服,不同于塑料等其它高聚物材料;通过重复性实验,测定了聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜断裂伸长率为135. 0%,对该结果进行了不确定度评定,当包含因子k=2,置信水平95%时,扩展不确定度为3. 2%,测量结果的不确定度主要来源于重复性和中空纤维膜拉伸后长度测量。     

超高相对分子质量聚乙烯中空纤维膜的制备与性能研究

以白油为稀释剂,利用热致相分离法制备了超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)中空纤维膜。研究了UHMWPE纺丝溶液浓度及制得中空纤维膜的冷拉伸倍数对中空纤维膜结构性能的影响。研究结果表明:随着纺丝溶液浓度的提高,UHMWPE的动态结晶温度与浊点变高,制得UHMWPE中空纤维的孔隙率和水通量下降,对牛血清蛋白的截流率变大,纤维力学性能也得到提升;拉伸后中空纤维膜中微纤网络沿拉伸方向取向,高浓度纤维膜的孔隙率变小,而低浓度纤维膜的孔隙率则变大,纤维膜的力学性能变大。     

聚偏氟乙烯中空纤维膜的脱氧性能

采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜对水中的溶解氧进行了脱氧研究,考察不同内径、壁厚、长度以及不同表面结构的PVDF中空纤维膜对脱氧效率的影响.结果表明,膜的内径、长度和膜的表面结构对脱氧效率的影响很大,内径越小,组件越长,脱氧效率越好,疏松的海绵状孔结构更利于脱氧.壁厚对中空纤维膜的脱氧效率影响不显著.结合中空纤维膜的力学性能,内凝固浴为70％N,N一二甲基乙酰胺(DMAc)水溶液,内径0.3 mm,壁厚0.15 mm的中空纤维膜,更适于脱氧.     

湿延法制备多孔聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维微滤膜及其性能的研究

湿延法不使用任何添加剂,直接对非溶剂致相分离法(NIPS)法制备纤维进行拉伸即获得性能良好的中空纤维滤膜。介绍了以25%PVDF为铸膜液通过湿延法制备聚偏氟乙烯(PVDF)多孔中空纤维微滤膜的方法,通过SEM和XRD对膜的微观结构进行表征,结果表明湿延法制备的中空纤维膜形成指状孔,孔径3~10μm,孔分布可根据拉伸比调控,制备的膜水通量0增加到252L/h·m2·atm,蛋白截留率最高可达97%。拉伸还会改变PVDF中空纤维膜的晶型。     

聚醚酰亚胺中空纤维超滤膜的研究（I）膜结构、热性能和机械性能

以聚醚酰亚胺（PEI）为膜材料,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和聚乙二醇（PEG）等添加剂,N－甲基吡咯烷酮（NMP）和二甲基乙酰胺（PMAc)为溶剂,采用干／湿法纺丝技术制备出聚醚酰亚胺中空纤维膜,提高了PEI超滤膜的耐污梁性,通过改变纺丝液中不同的添加剂（如PEG或PVP）,PEI中空气纤维膜断面可从指状孔转变成海绵状,此外,讨论了聚醚酰亚胺中空纤维的膜结构,热性能和机械性能。     

UHMW-PAN中空纤维膜的研制及应用(4)--UHMW-PAN中空纤维膜的制备工艺

以超高相对分子质量聚丙烯腈(UHMW-PAN)为原料制备中空纤维膜,研究了纺丝方法和工艺条件对中空纤维膜力学性能的影响.实验表明,凝胶纺丝制备的中空纤维膜的韧性最好,其合适的工艺参数为:聚合物黏均相对分子质量Mv为1.29×106,纺丝溶液浓度C为3%,气隙长度L为3 cm,拉伸倍数R为14.     

聚四氟乙烯中空纤维膜的制备

通过聚四氟乙烯(PTFE)树脂糊料挤出和拉伸烧结成型方法,制备PTFE中空纤维膜.考察了拉伸倍数、温度和速度等拉伸工艺和烧结工艺对PTFE中空纤维膜的结构和性能的影响.实验结果表明,制膜参数中,随着拉伸倍数和温度的增加,平均孔径和孔隙率增加,泡点降低;随拉伸速度增大,膜平均孔径变小,泡点增加,拉伸速度对孔隙率的影响则呈现无规律变化;烧结可提高PTFE中空纤维膜的强度,孔径和孔隙率增加.PTFE中空纤维膜具有明显的非对称结构.     

拉伸工艺对聚丙烯中空纤维膜性能的影响

采用熔融-拉伸法制备聚丙烯中空纤维膜(PPHF),通过改变拉伸倍数和拉伸速率,制得不同性能的中空纤维膜,并对所得中空纤维膜从宏观和微观层面进行了测试和表征.实验结果表明,随着拉伸倍数的增大,膜的水通量、气体通量和平均孔径都是先增大后减小,而孔隙率则是先增大后保持不变.随着拉伸速率的增大,膜弹性回复率则先增大后保持不变或略有增加,而膜的孔隙率和气体通量都是先增大后减小再增大.SEM电镜照片也进一步证明了膜表面结构的变化.     

气隙长度与芯液浓度对纤维素中空纤维膜结构与性能的影响

以离子液体氯代1-烯丙基-3-甲基咪唑([AMIM]Cl)为溶剂来纺制纤维素中空纤维膜,考察了气隙长度与芯液浓度对中空纤维膜结构与性能的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)对膜内、外表面形态及支撑层结构进行了观察,测试了中空纤维膜的水通量、截留率等渗透性能以及最大拉伸强度、断裂伸长率、杨氏模量等力学性能.结果表明:随着气隙长度与芯液浓度的增加,中空纤维膜外表面与支撑层孔洞结构变小,内表面结构变得更加规整,膜孔隙率与水通量下降,最大拉伸强度、断裂伸长率、杨氏模量等力学性能则逐渐变大;与芯液浓度相比,气隙长度对中空纤维膜性能的影响较为显著.     

聚丙烯中空纤维膜耐氧化改性及膜蒸馏的应用研究

聚丙烯中空纤维膜在纯水预处理、制药纯化分离、饮料酒水浓缩、工业废液回收等领域有广泛的应用.为了提高聚丙烯基中空纤维膜的耐氧化性与使用寿命,本研究通过添加抗氧剂和改进成型工艺来制备高性能聚丙烯中空纤维膜.具体探讨了最佳抗氧剂添加量对膜抗氧化性的影响,经过氧化实验36 h后,添加0.4%抗氧剂1076可使聚丙烯中空纤维膜的水接触角提高67%,同时拉伸强度降低10%,最大伸长率降低15.4%.在膜蒸馏实验中,添加0.3%抗氧剂1010的耐氧化聚丙烯中空纤维膜在运行30 h后,对Al³⁺的截留率依旧可达99.7%.总之,抗氧剂的添加显著提高了聚丙烯中空纤维膜在膜蒸馏应用中的截留性质和使用寿命.     

一种筋线增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜纺丝条件对膜结构与性能的影响研究

为了提高传统非溶剂致相分离(NIPS)法制备中空纤维膜的拉伸断裂强力,设计出一种新的增强型聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维外压膜结构,该结构中增强体PVDF筋线处于三孔道中间并且与分离层的粘接性良好.通过对筋线增强膜的纯水通量、抗压扁能力、最大孔径、破裂压力等性能进行测试,得到了筋线增强膜的最佳外形轮廓和最优纺丝工艺参数.结果表明,当入水距离为11 cm,制备的筋线增强膜为品字外形,膜壁厚度均一,膜的纯水通量由圆形的194 L/(m~2·h)增加到245 L/(m~2·h);膜抗压扁能力变化不大;膜最大孔径由0.204μm下降到0.156μm;膜的破裂压力由圆形的0.325 MPa增加到0.365 MPa.与相同规格的单孔膜相比,筋线增强膜的纯水通量变化不大,但膜拉伸断裂强力提高了12倍左右,达到23.64 N.     

PTFE中空纤维膜微孔结构调控技术研究进展

从原料、工艺和后处理三方面,综述了近年来基于推压成型-拉伸法制备聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜微孔结构调控技术的研究进展。认为树脂原料是基础,压缩比决定膜内外径,分子量与膜微孔结构关系密切;工艺调节是最基本、最主要的手段,预成型、推压成型、热处理、拉伸致孔和烧结定型各工序及其参数能够直接影响膜微孔结构;后处理是有益补充,涂覆、物理气相沉积和包缠能够对膜表层微孔结构做进一步修饰,达到减小膜分离层孔径并最大限度保持膜的高孔隙率的目的。最后,对PTFE中空纤维膜微孔结构调控技术的发展趋势进行分析展望。     

多壁碳纳米管/聚偏氟乙烯共混中空纤维膜的制备及表征

采用非溶剂致相分离(NIPS)法,添加羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)制备聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜,研究了MWCNTs-COOH的添加量、管径对超滤膜性能的影响。通过扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪分别研究了膜的形态、结构、晶型变化。结果表明,在MWCNTs-COOH质量分数为0.03%,管径为20~30nm时,中空纤维膜纯水通量、对牛血清蛋白(BSA)截留率、亲水性、抗污染性能达到最大。膜的拉伸强度、断裂伸长率相比纯PVDF膜显著提高,随MWCNTs-COOH添加量增加,先增大后减小且在0.03%达到最大;但随管径增大而减小。结果显示,质量分数0.03%,管径为20~30nm的MWCNTs-COOH制备出的中空纤维膜性能最优。     

聚醚醚酮/碳化硅复合材料的结构及性能

为满足聚醚醚酮(PEEK)特种封装塑料在特殊环境中应用的高耐热性、高力学性能和透波性能等需求,通过分别将玻璃纤维(GF)和碳化硅纤维(SiC)经熔融共混的方式引入PEEK中,并采用注塑成型的方式制备PEEK复合材料;使用扫描电子显微镜、差示量热扫描仪、万能拉力试验仪、热重分析仪和矢量分析仪对复合材料的拉伸断裂面形貌结构、熔融和结晶行为、力学性能、热稳定性以及电磁屏蔽性能等特性进行了深入研究。结果表明,SiC纤维与PEEK基体具有良好的界面相容性,PEEK/SiC复合材料的力学性能较PEEK/GF复合材料更为优异,其拉伸断裂强度和模量及冲击强度分别可达130.4 MPa,7.39 GPa和14.8 kJ/m²,比纯PEEK分别提高了67%,347%和143%。此外,PEEK/SiC复合材料还表现出优异的热稳定性和良好的透波性能。研究结果说明,小尺寸SiC纤维填充PEEK复合材料具有更优的力学性能、耐热性能和透波性能。为在极端环境中应用的电子封装材料的研究与开发提供了有益的思路。     

聚丁二酸丁二醇酯调控丝素蛋白超细纤维膜形貌及其力学性能

为了改善静电纺再生丝素蛋白(SF)纤维膜的力学性能,通过静电纺丝技术制备丝素蛋白(SF)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合超细纤维膜。通过对用甲醇处理后的具有不同共混比例的超细纤维膜进行FE-SEM、FTIR、XRD和DSC观察测试,分析比较了不同共混比例的复合超细纤维膜的形貌、结构,并进行力学性能测试。结果表明:随着聚丁二酸丁二醇酯共混质量比的增加,复合超细纤维的平均直径从289 nm增大到425 nm;复合超细纤维的结晶性能随之提高;复合超细纤维膜的拉伸破坏应力先减小后增大,拉伸破坏应变逐渐增加;当共混质量比为50/50时,复合超细纤维膜表现出良好的力学性能,拉伸破坏应力接近于16 MPa,破坏应变达到50%。聚丁二酸丁二醇酯可有效调控丝素蛋白超细纤维膜的形貌、结构和力学性能。     

磺化聚砜在聚醚砜膜亲水改性中的制备与表征

以聚醚砜(PES)和磺化聚砜(SPSf)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,聚乙二醇(PEG)为制孔剂,采用干湿法制备中空纤维超滤膜,研究了不同磺化度的SPSf及SPSf浓度对中空纤维共混膜的影响,通过傅里叶变换红外光谱仪、扫描电镜和孔径测试,分别研究了SPSf的化学结构、膜的形态和孔径分布。通过超滤膜性能的测试,探讨了共混膜性能的影响。结果表明,在磺化度10%,磺化聚砜质量分数4%时,超滤膜的水通量为450 L/(m2·h),对聚乙二醇-20000(PEG-20000)的截留率为95%;共混膜随温度的升高,共混膜的水通量降低,截留率几乎稳定不变;对牛血清蛋白(BSA)的通量衰减率为10.9%,通量恢复率为21%。