改性聚偏氟乙烯中空纤维分离膜的研制

本实验采用干-湿相转化法制备聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维血液分离膜,通过在铸膜液中引入聚乙烯醇(PVA)与戊二醛反应交联物,改善膜材料的亲水性。研究了PVDF浓度、PEG含量等对膜性能的影响。结果表明,改性聚偏氟乙烯(PVDF)血液分离膜的亲水性明显提高,接触角从70.2。降至54.5。,水通量从85.4L/(h.m2)-1提高到189.4L/(h.m2)-1,蛋白吸附性量则从92mg/m2降至27mg/m2,有较好的化学稳定性。随着PVDF浓度的增加,膜的拉伸性能增强,破裂压增大,水通量和膜分离孔径减小;随着PEG含量的提高,膜的机械性能变化不大,水通量明显提高。     

针织物复合中空超滤膜的制备与研究

采用狭缝涂覆的方法在管状针织物表面涂覆聚偏氟乙烯铸膜液,制备出针织物增强PVDF复合膜,并讨论了该复合膜的水通量以及力学性能。结果表明：针织物增强PVDF复合膜渗透性能良好,水通量稳定在290 L/m2.h;具有针织物增强体的PVDF膜力学性能显著增加,说明通过复合管状针织物可使PVDF膜的力学性能得到改善,有助于PVDF膜的推广应用。     

聚偏氟乙烯微滤膜过滤纯生啤酒性能与滤菌效果研究

研究了指孔状结构和网状结构的亲水性聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜的滤菌性能与膜结构、膜孔径的关系,探讨了生啤酒过滤过程中膜结构、清洗方式对除菌效果和膜过滤通量的影响规律,通过SEM和接触角测定仪表征了微滤膜的结构和亲水性。结果表明:膜的结构对滤菌效果影响不大;0.22μm数量级的PVDF微滤膜的滤菌效果达到啤酒生产要求;清水清洗和碱、清水、酸、清水连续清洗两种清洗方式对网状结构的PVDF膜影响不大,其平衡过滤通量保持在22.2~22.4L/(m2·h),但碱、清水、酸、清水连续清洗方式更有利于指孔状结构PVDF膜性能的恢复,平衡通量约为40.8L/(m2·h),而同样条件下清水清洗的平衡通量为35.0L/(m2·h)。实验数据表明用亲水性的PVDF微滤膜过滤生啤除菌,仅采用清水清洗膜在操作上是可行的。     

冷却温度对聚偏氟乙烯/超高分子量聚乙烯共混中空纤维膜结构与性能的影响

针对聚偏氟乙烯(PVDF)膜强度与渗透性能难以同步提高的问题,以矿物油和邻苯二甲酸二丁酯为复合稀释剂,通过热致相分离法制备了PVDF/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)共混中空纤维膜,探究不同冷却温度对膜形貌及孔结构的影响,并通过气通量、水通量及拉伸强力测试表征了中空纤维膜的渗透性能与力学性能。结果表明:原纤状UHMWPE增加了PVDF球晶聚集体的连接性;冷却温度对共混中空纤维膜的结构与性能影响显著;随着冷却温度的升高,PVDF/邻苯二甲酸二丁酯和UHMWPE/矿物油的相分离与结晶时间均延长,纤维膜的平均孔径和孔隙率增加,渗透性能改善,但大孔的出现和UHMWPE原纤数量的减少使纤维膜的力学性能下降。     

非织造布增强聚氯乙烯多孔膜的制备及其微结构调控

为了改善聚氯乙烯（PVC）膜通量低、力学性能差等不足,提出一种PVC多孔膜的制备方法。以PVC为成膜聚合物,γ-丁内酯为溶剂,聚乙二醇、纳米二氧化硅和环氧大豆油为添加剂,以非织造布为增强体,采用溶液相转化法制备PVC多孔膜。通过形貌观察、纯水通量、截留率、孔径及其分布、孔隙率以及力学性能测试,考察了PVC固含量对多孔膜结构与性能的影响。结果表明,所得PVC多孔膜横截面为均质海绵状孔结构,上表面均匀分布着大量微孔结构,随PVC固含量的增加,膜横截面及上表面孔径减小,纯水通量降低,膜表面水接触角增大,亲水性降低,膜纯水通量可达1000L/(m2?h);膜对碳素墨水具有良好的截留性能,截留率可达92.8%;膜的断裂强度均大于20 MPa,且随PVC固含量升高而增大。     

聚醚砜非织造布复合膜的空气过滤性能

为得到一种性能较好的检测空气质量的过滤膜,采用复合的方式将聚醚砜铸膜液涂覆在熔喷非织造布上成膜。研究了聚醚砜树脂（PES）质量分数、添加剂二氧化钛、成膜条件和凝固浴温度等对膜结构及性能的影响。结果表明,在致孔剂PVP 固定为10%时,随着PES质量分数由6%增加到20%,复合膜的透气量由19.65 L/(m2?s)下降到12.04 L/(m2?s),过滤效率由67.06% 提高到92.38%,断裂强力先增大后减小;随着添加剂二氧化钛浓度增加,PES 复合膜的透气量先增加后降低,过滤效率由82.73% 提高到87.10%,断裂强力增大;随着凝固浴温度升高,透气量由13.62 L/(m2?s)上升到34.22L/(m2?s),过滤效率由90.62% 降低到83.47%,断裂强力显著上升;随着PES 复合膜厚度增加,透气量由34.5L/(m2?s)下降到28.5L/(m2?s),过滤效率提升,断裂强力增大。     

Al2O3/PVDF杂化膜的制备及凝胶相变过程的研究

利用乙烯基三甲氧基硅烷为偶联剂,异丙醇铝（AIP）为无机前驱体,与KOH甲醇溶液改性的聚偏氟乙烯（PVDF）混合形成铸膜液,通i封目转化法制备具有化学键相结合的Al2O3/PVDF杂化膜。研究了杂化制膜液体系相行为及凝胺沉淀过程动力学过程,探讨了AIP对杂化膜结构和性能影响的机理。结果表明：加入AIP后,铸膜液的粘度增加,且AIP含量的增加会改变铸膜液体系的相平衡关系,使其成为热力学不稳定体系,降低其对非溶剂的容纳能力,从而加速铸膜液的凝胶化过程。凝胶化初期成膜过程胶凝速度最快,之后随时问的延长而逐渐减慢。不同的铸膜液体系的胶凝速度不同。随着AIP含量的增多,凝胶速度增加,体系发生相分离的速度变快,但当AIP含量达到20％时,凝胶速率反而下降。     

响应曲面法优化纳米氯化钙/PVDF杂化膜制备工艺的研究

利用热致相变法制备了纳米氯化钙/PVDF杂化膜,研究了不同添加量的纳米氯化钙粒子对PVDF微孔膜的膜形态、截留率、水通量以及膜强度的影响。采用响应曲面的分析方法,以PVDF膜的水通量以及膜强度为响应值,确定了最佳的纳米CaCl2粒子的添加量、PVDF的质量分数以及凝固浴温度。结果表明:纳米氯化钙的添加能显著改变PVDF膜的形态结构,随着纳米氯化钙含量的增加,海绵状孔逐渐消失,膜表面出现了大量的界面孔,膜通量以及膜强度先上升后下降,而其对截留率的影响较小,在其质量分数为5%时,截留率以及水通量达到最大值。确定的高强度膜制备工艺条件:CaCl2以及PVDF的质量分数分别为4.7%、44%,凝固温度为49.5℃,该条件下,膜截留率达到了75%,水通量达到了174L·m-2·h-1,膜强度则为29.8MPa。     

聚偏氟乙烯光致热纳米纤维膜的制备及其性能

为解决减压膜蒸馏过程中温度极化现象造成膜渗透通量下降的问题,以聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜聚合物,引入具有红外致热效应的功能性纳米掺锑二氧化锡(ATO),采用静电纺丝技术制备了PVDF/ATO纳米纤维膜,并对其进行热压处理优化纤维结构和孔径,然后探讨ATO质量分数、热压温度对纤维膜结构和性能的影响,并测试了红外辐照下纤维膜的致热效果和膜蒸馏性能。结果表明:PVDF/ATO纳米纤维膜经170 ℃热压处理后,具有更优异的综合性能;当ATO质量分数为3%时,PVDF/ATO纳米纤维膜经120 s红外辐照后,表面温度升高了40 ℃以上,其膜蒸馏渗透通量相对于原膜从12 L/(m ²·h)提高到22 L/(m ²·h),并且在5 h运行时间内,截盐率保持在99%以上。     

织物增强型聚偏氟乙烯微孔膜的制备

为了提高聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜的强度,采用涂层的方法,在支撑体织物上涂敷铸膜液,并通过相转化法制备织物增强型聚偏氟乙烯微孔膜,探讨影响复合膜制备和性能的因素。实验结果表明:在涂膜加工过程中,通过提高织物的结构紧密程度,对织物进行适当的拒水拒油整理或壳聚糖整理,增加铸膜液中PVDF的含量等措施,可避免铸膜液的渗漏现象,有利于复合膜的制备加工。     

PVDF膜的性能测定及其在造纸废水处理中的应用

本文将自制聚偏氟乙烯(PVDF)膜与市场商品膜比较,测定了膜的纯水通量和截留率,并将其应用于卫生纸厂和文化纸厂废水处理。试验发现:在室温、及压力为0.2MPa的条件下,自制PVDF膜的纯水通量为54 L/(m2.h),相对于分子量为20000的葡聚糖20的截留率为89.52%;通过测定两种废水过滤后的三项指标(COD、BOD5、SS)发现,自制膜处理效果相对较好。     

高强度聚氯乙烯中空纤维膜的制备及其性能

针对溶液相转化法制备的聚氯乙烯(PVC)膜存在强度及通透性能难以同步提高的问题,以MT-I型复合粉为成孔剂,邻苯二甲酸二辛酯为稀释剂,采用螺杆挤出法制备了PVC中空纤维膜,研究了拉伸和萃取过程对纤维膜形貌及结构的影响,并通过水通量、碳素墨水截留率及拉伸强力测试分析了纤维膜的分离性能和力学性能。结果表明:随着拉伸倍数的增加,PVC中空纤维膜的断裂强度增大,断裂伸长率减小;经乙醇萃取后纤维膜表面出现了更多微孔,纤维膜的通透性能提高;当拉伸倍数为3时,纤维膜具有较高通透性和较好的力学性能,水通量为798 L/(m²·h),拉伸断裂强度为17.7 MPa,断裂伸长率为70.67%。     

聚偏氟乙烯中空纤维膜的耐氧化性

 选用KMnO4作为氧化剂对聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜进行浸泡处理,通过改变氧化剂浓度、反应时间、反应温度和溶液酸度等条件,将通量、初始泡点压力、破裂压力、断裂强力和断裂伸长作为评价指标进行优化。结果表明:KMnO4的安全使用质量浓度应为1 000 mg/L,安全使用温度应为35℃,500 mg/L的盐酸量较为合适。     

含水量对再生纤维素膜结构与分离性能的影响

采用N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂溶解竹纤维素,通过浸没沉淀(Loeb-Sourirajan,L-S)相转化法制备再生纤维素膜,探究不同含水量再生纤维素膜的结构特点及分离性能。结果表明,随着含水量的减少,再生纤维素膜内部的指状孔收缩,平均孔径减小,膜结构趋于均匀致密,从而提高再生纤维素膜的透光率、力学性能和对牛血清蛋白的截留性能;含水量为50%时,再生纤维素膜的透光率为92.8%,拉伸强度为1.46 MPa,膜通量为19.4 L/(m^2·h),对牛血清蛋白的截留率为96.2%。     

微波-超声波协同作用对大豆分离蛋白-壳聚糖复合膜性能的影响

本文利用微波-超声波协同作用对大豆分离蛋白-壳聚糖复合膜膜液进行处理,采用浇铸-蒸发方法制备了复合膜。研究了不同微波功率对复合膜的抗拉强度、断裂伸长率、水蒸气透过系数、气体透过率和透光率的影响,此外还进行了红外光谱和扫描电镜分析。结果表明,当微波功率为500 W时,复合膜的抗拉强度(TS)达到最大值21.98±0.54 MPa,其断裂伸长率(E)达到最小值13.48±0.01%;当功率为400 W时,其水蒸气透过系数(WVP)达到最小值为0.61±0.05×10-12 g/(cm·s·Pa),氧气透过率(OP)达到最小值为1.95±0.02×10-5 cm3/(m2·d·Pa);当功率为300 W时,二氧化碳透过率(CO2P)达到最小值1.58±0.12×10-5 cm3/(m2·d·Pa);通过红外光谱分析结果表明,复合膜机械性能及阻隔性能得到了改善,其原因可能是大豆分离蛋白和壳聚糖分子之间产生了氢键或共价键。本文研究结果可以为大豆分离蛋白-壳聚糖复合膜的实际应用提供理论依据。     

SiO2原位掺杂聚偏氟乙烯纳米纤维膜的制备及其性能

为提高聚偏氟乙烯(PVDF)的压电性能,以PVDF和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮为混合溶剂,利用原位复合溶胶-凝胶法和高压静电纺丝技术制备纳米SiO₂原位掺杂PVDF复合纳米纤维膜,并分析纳米纤维膜的表面微观形貌、化学结构、力学性能以及压电性能等。结果表明:复合纳米纤维膜的面密度与厚度随TEOS质量的增加而增加;静电纺丝使PVDF中部分α相转变为β相,纯PVDF纳米纤维膜的β相含量是PVDF粉末的1.54倍,为(31.42±0.62)%;且原位掺杂SiO₂后β相含量进一步提高,拉伸强力与输出电压均呈先增大后降低的趋势,当TEOS质量为1.643 g时PVDF纳米纤维膜β相含量最高为(42.59±0.62)%,原位掺杂PVDF纳米纤维膜拉伸强力最大为(8.03±0.19) N,输出电压最高为(2.33±0.13) V。