高强度复合型PVDF中空纤维膜的制备（Ⅰ）铸膜液条件对膜性能的影响

提出利用合成纤维将中空纤维膜渗透分离功能与强度功能相互分离的思想,通过涤纶网状增强层的加入以及涂膜液涂敷的方法,制备得到高强度复合型PVDF(聚偏氟乙烯)中空纤维膜,研究了涂膜液温度及PVDF浓度、PVP浓度对于膜性能的影响.研究表明:纤维增强层在膜壁之中均匀分布,与聚合物膜体结合紧密;其加入对于膜强度提高明显,拉伸强度达到30 MPa以上,爆破强度在0.5MPa左右;对于膜渗透分离相关性能具有一定影响.     

凝固浴组分对双凝固浴法制备PVDF膜结构和性能的影响

在内外凝胶浴中添加不同含量的溶剂,采用双凝固浴法制备了PVDF/PVP/DMAc中空纤维膜.通过膜形貌扫描电镜( SEM)表征,纯水水通量和牛血清蛋白(BSA)截留率测试实验,分析评价了凝固浴中溶剂含量对PVDF中空纤维膜结构与性能的影响.结果表明,凝固浴中溶剂含量增大会导致皮层孔隙率增多,而对亚层结构的影响各不相同.膜的纯水渗透通量变化无明显规律性,但BSA截留率保持相对稳定.当内外凝固浴中溶剂体积分数分别为30％和70％时,膜内部大孔发育良好,亚层疏松多孔,水通量分别为270 L/(m2,h)和548 L/(m2·h),显示了良好的渗透性能.     

PVDF中空纤维膜纺丝配方对膜性能的影响

为优化聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜的纺丝配方,提高PVDF膜的性能,采用正交实验设计,通过改变PVDF质量分数、PVP质量分数和PEG相对分子质量的3个因素,考察了非溶剂致相分离法制备PVDF中空纤维膜过程中配方对膜性能与结构的影响.结果表明：铸膜液中PVDF质量分数越高,中空纤维膜的强度、拉伸伸长率越大,膜结构趋于致密,膜外表面孔减少,膜丝的孔径越小;PVP质量分数越高,膜丝通量越高,膜外表面孔增多.PEG相对分子质量对膜性能结果影响不明显.综合各性能参数之间的要求,考虑配方的设计,影响因素的主次顺序是PVDF质量分数、PVP质量分数、PEG相对分子质量,PVDF中空纤维膜纺丝配方的优选方案为PVDF质量分数14%、PVP质量分数20%、PEG相对分子质量600.     

PVDF中空纤维抗污染膜的制备与表征

采用干—湿相转化法制备Fe(Ⅲ)-Cu(Ⅱ)/PVDF中空纤维抗污染膜,讨论了不同添加剂量的变化及不同的工艺参数对膜性能的影响.通过扫描电子显微镜、水通量测定仪、机械强度测定仪、接触角测定仪分别对膜的微观结构、水通量、抗污染性、机械强度、接触角进行联合表征,分析不同因素对膜性能的影响趋势.结果表明:随着PVDF粉加入量、无机掺杂物质的量、添加剂的量的增加,膜的纯水通量均呈降低趋势,但截留率、拉伸强度、亲水性、及抗污染性能均随变化而增大;随着膜制备的工艺参数——纺丝速度、凝固浴温度的增加,膜的纯水通量增大,而截留率呈下降趋势,膜的拉伸性能得到提高;随着膜制备的工艺参数——干程距离的增大,膜的纯水通量和截留率分别呈现出增大和减小的趋势,膜的孔隙率和拉伸强度及断裂伸长率先增大后减小.     

凝胶条件对PVDF／PVC中空纤维膜性能及结构的影响

采用干-湿相转化法制备PVDF/PVC共混中空纤维膜,通过对水通量、孔隙率、平均孔径的测试及扫描电镜的微观分析,讨论了凝胶浴组成、温度和芯液浓度对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,提高凝胶浴温度和浓度有利于增加膜的水通量,但对孔隙率有一定的影响,在芯液中加入一些溶剂是提高通量的一种手段.但加入量要合理.     

中空纤维膜表面结构对脱氧效率的影响

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,考察了膜表面结构对脱氧效率的影响。通过改变内凝固浴的组成来改变膜的表面结构。在测定脱氧效率的同时,对不同内凝固浴下的中空纤维膜内表面结构进行了场发射电镜扫描(FE-SEM),并分别测定了中空纤维膜的孔径、透气系数以及力学性能。结果表明,随着内凝固浴中溶剂DMAc含量的增大,膜内表面开孔结构变大,表面变得粗糙,这种结构使得膜的透气系数增大,传质系数和脱氧效率提高。     

低温热致相分离法制备聚偏氟乙烯中空纤维多孔膜的研究

提出了一种低温热致相分离成膜方法(L- TIPS),通过干-湿法纺丝工艺制备了聚偏氟乙烯( PVDF)中空纤维多孔膜,考察了非溶剂致相分离法(NIPS)和热致相分离法(TIPS)两种成膜机理的竞争关系对膜形态结构和性能的影响.结果表明:低温热致相分离法在制备PVDF中空纤维膜的过程中同时发生了非溶剂致相分离机理和热致相分离机理,与单纯非溶剂致相分离机理成膜相比,膜断面未出现大的空穴,仅有少量指状孔,中部为球状结构,内外表面均有皮层,增强了膜的抗污染性能和强度;铸膜液浊点温度与凝固浴温差越大,壁厚越厚,热致相分离作用越明显,非溶剂致相分离作用相对减弱,膜的纯水通量和强度均有所提高,卵清蛋白截留率变化不大;低温热致相分离法比传统热致相分离法制膜温度低,能够添加常用的亲水性高分子添加剂(PVP、PEG、PVA).     

废弃聚偏氟乙烯中空纤维膜再生与回用性能

研究了经膜生物反应器(MBR)系统运行6年的废弃聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜再生回用性能。讨论了运行过程中膜污染对PVDF中空纤维膜的影响;采用溶液相转化法制备了再生PVDF平板膜。研究结果表明,经运行6年后,PVDF中空纤维膜中致孔剂(如聚乙二醇(PEG)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP))含量减少至零,断裂强度降低,断裂伸长率减小,相对分子质量降低,结晶度升高,膜孔堵塞等现象明显;与常规PVDF膜相比,再生PVDF膜的断裂强度和断裂伸长率较小,成膜过程中致孔难度增大(孔隙率较低),而再生PVDF膜的润湿性、渗透性以及截留率等与常规PVDF膜相近。     

制膜条件对聚丙烯中空纤维微孔膜强度的影响研究

用热致相分离法制备了聚丙烯中空纤维膜,研究了制膜过程中等规聚丙烯熔融指数、初始浓度以及凝固浴温度等因素对所制备膜强度的影响,提出了用热致相分离法制备等规聚丙烯中空纤维膜的适宜工艺条件.对影响合成高分子膜强度的各因素进行了分析和讨论.     

纺丝参数对PVC/PVB中空纤维膜性能的影响

采用干-湿相转化法制备聚氯乙烯(PVC)/聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中空纤维膜。考察了凝固浴组成、芯液流速、卷绕速度、入水距离等纺丝参数对中空纤维膜性能的影响。结果表明,通过外凝固浴中溶剂含量的改变,可以控制中空纤维膜的皮层结构;通过芯液流速和卷绕速度的改变,可以控制内径和壁厚;通过入水距离的改变,控制水通量和截留率。因此通过控制纺丝参数,可制备性能不同的PVC/PVB中空纤维膜。     

聚偏氟乙烯中空纤维膜的研制和应用

介绍了聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜的制备工艺，讨论了PVDF含量、添加剂、纺丝温度、干程及卷绕速度对膜性能的影响．并就PVDF中空纤维膜3种应用方法——连续膜过滤、膜生物反应器、双向流过滤的技术原理及应用作了介绍．     

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.     

凝固浴组成对PVDF/TA-ATP杂化膜成膜过程及膜性能的影响研究

将单宁酸(TA)改性的凹凸棒土(ATP)与聚偏氟乙烯(PVDF)和致孔剂聚乙二醇(PEG)混合,通过浸没沉淀相转化法制备了PVDF/TA-ATP杂化膜。利用差示扫描量热仪(DSC)和扫描电子显微镜(SEM)对杂化膜的热性能及微观形貌进行了表征,采用热力学相图和超声反射方法探讨了凝固浴组成对膜成膜过程的影响,进而研究了凝固浴组成对膜水通量的影响。研究结果表明,随着凝固浴中乙醇、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)含量的增加,PVDF/TA-ATP体系耐非溶剂能力增强,成膜速度减慢,膜孔结构由指状孔向海绵层结构渐变,纯水通量整体呈增大趋势。     

PFSA/ PVDF同轴核壳纤维质子交换膜的性能研究

构建具有核壳纤维结构的同轴电纺PFSA/PVDF质子交换膜.同轴纤维中的PFSA壳层纤维提供长程质子传输通道及高电导率,PVDF核层纤维提供强机械性能及抗溶胀性,同轴纤维限域效应将核壳层纤维中PFSA组分粘合,增强了PFSA和PVDF的界面结合.与共混浇铸膜与单轴电纺膜相比,同轴电纺膜在低溶胀条件下,表现出更高的机械强度、质子传导率和电池性能.同轴电纺膜最大拉伸强度达60.8 MPa,相较于单轴电纺膜(39.1 MPa)提高55.5%;其最大拉伸应变为180.2%,比浇铸膜提高了122.5%.80℃下,同轴电纺膜的质子传导率高达206.9 mS/cm,与Nafion 211相当,其峰值功率密度为941.7 mW/cm²,比浇铸膜提高80.9%,比单轴电纺膜(748.9 mW/cm²)提高25.7%.同轴电纺膜也显示出优异的阻气、抗氧化性能.研究表明同轴电纺质子交换膜用于燃料电池具有更好的前景.     

增强型纤维素中空纤维膜的研究

采用二维编织技术将二醋酸长丝制成中空管状编织物,以NMMO/DMSO混合物为溶剂,以水溶性聚合物为成孔剂,调制浓度为4%(质量分数)的纤维素铸膜液,采用共挤出纺丝技术制备了以中空管状编织物为增强体、纤维素为表面分离层的增强型纤维素中空纤维膜(RC膜)。研究结果表明,混合溶剂中DMSO的加入降低了铸膜液黏度,提高了膜的纯水通量;随凝固浴温度提高,表面分离层中海绵状孔结构变得松散,膜的纯水通量提高,向凝固浴中加入DMSO对膜通透性能的影响相对较小;从改善膜的通透性角度出发,添加成孔剂聚乙二醇优于聚乙烯吡咯烷酮;RC膜的力学性能在很大程度上取决于增强体;为保持增强体与表面分离层之间较好的界面结合状态,膜应在湿态下保存。     

抗菌双层PVDF中空纤维膜制备成功

近日，中科院宁波材料技术与T程研究所高分子事业部功能膜团队通过双层共挤出技术，制备出外层富集抗菌银离子的双层聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜。该团队研究人员在已制备出双连续结构的PVDF膜以及具有良好抗菌性能的中空纤维膜的基础上，为了减少抗菌剂载银分子筛的用量，提高聚偏氟乙烯中空纤维膜的抗菌效率，进一步通过双层共挤出的方式，将载银分子筛富集在双层膜的外层，并采用干喷一湿纺法制备出具有抗菌性能的PVDF中空纤维膜。     

部分碳化PTFE/PVDF中空纤维膜的制备及油水分离性能研究

聚四氟乙烯(PTFE)是一种强疏水的氟碳材料,很难用相转化成膜。本文将PTFE粉体分散在聚偏氟乙烯(PVDF)溶液中得到PTFE悬浮液,首先用干湿相转化法制得PTFE/PVDF中空纤维膜胚;然后在氮气气氛下进行部分碳化,制得部分碳化PTFE/PVDF中空纤维膜.用热重分析法、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜研究了PTFE/PVDF中空纤维膜胚的碳化工艺、膜碳化前后表面元素和微观结构变化情况;最后测试了膜的亲疏水变化和油水分离性能.结果表明：PTFE/PVDF中空纤维膜胚中的PVDF在360～450℃时发生C-H断裂,PTFE保持原结构,可以得到部分碳化PTFE/PVDF中空纤维膜.经部分碳化工艺制得的中空纤维膜孔径减小,形成连续、完整的微孔结构.当PTFE含量为40%时,碳化后制得的膜接触角达到102°,疏水性提高;对10%的模拟含油废水的渗透通量达到30 L/(m²·h)(跨膜压差：0.1 MPa)、分离效率达到80%,呈现出较好的油水分离性能和商业应用价值.     

聚偏氟乙烯中空纤维膜化学接枝改性研究

通过化学接枝反应在聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜表面接枝了2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸并讨论了反应体系、单体浓度反应温度和时间等因素对接枝率的影响.试验表明,接枝AMPS可有效提高PVDF中空纤维膜的耐污染性,并且改性后中空纤维膜的通量随溶液离子强度的增加而增加.     

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.     

凝固浴温度对相转化聚醚砜中空纤维膜结构与性能的影响

以聚醚砜为膜材料、N,N-二甲基乙酰胺为溶剂、PVP为添加剂配成稳定溶液,使用水为凝固浴,采用干／湿法溶液相转化制备聚醚砜中空纤维膜．研究了凝固浴温度及空气间隙距离对膜的表面孔结构、断面结构和其它性能的影响．发现升高凝固浴温度的同时,增大空气间隙,可以有效地增大膜外表面的孔径,膜断面近外皮层下结构由指状孔向海绵状孔转化．