热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜的结构及性能研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)作为膜材料和稀释剂,采用热致相分离法(TIPS法)制备了聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜.通过差示扫描量热仪(DSC)测试了不同混合体系的固-液相分离温度,利用扫描电镜(SEM)观察和研究了稀释剂、冷却条件、聚合物浓度对膜断面微观结构的影响.     

热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜的微观结构研究

以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和十二醇组成的混合溶剂为稀释剂,采用热致相分离法(TIPS法)制备了聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜.测试了不同体系的固-液相分离温度,研究了稀释剂、冷却条件、聚合物浓度对膜断面微观结构的影响.     

热致相分离制备聚偏氟乙烯膜

以聚偏氟乙烯(PVDF)为基材,选用3种稀释剂邻苯二甲酸二甲酯(DMP),间苯二甲酸二甲酯(DMIP),水杨酸甲酯(MS)为稀释剂,通过热致液-固相分离制备了微孔膜.结晶度随PVDF含量的增加先增加后降低,在40%(wt,下同)时结晶度最大.结晶温度随着PVDF-MS,PVDF-DMIP,PVDF-DMP的顺序降低.考察了不同降温条件对聚偏氟乙烯膜的结构的影响.在液-固相分离的前提下,通过不同的降温条件,得到球粒堆积的微观结构.     

热致相分离法制备乙烯三氟氯乙烯共聚物微孔膜——混合溶剂的选择

研究了混合溶剂对热致相分离法制备乙烯三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)微孔膜的影响,考察了不同非溶剂对ECTFE/癸二酸二丁酯(DBS)体系结晶趋势的影响.通过相容性分析及ECTFE微孔膜断面结构的观察,非溶剂亚磷酸三苯酯(TPP)的加入能使ECTFE/DBS体系从固液相分离转变为液液相分离.当非溶剂与溶剂的质量比比例(TPP∶DBS)为4∶6时,可制得孔径均匀的双连续结构ECTFE微孔膜.此比例下的热力学相图显示,ECTFE/DBS/TPP三组分体系具有较宽的液液相分离区,该体系偏晶点所对应的ECTFE质量分数高达50%.     

混合稀释剂对热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜结构的影响

以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)/邻笨二甲酸二辛酯(DOP)为混合稀释剂,采用热致相分离法(TIPS)制备聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜.研究了聚合物浓度、降温速率、混合稀释剂配比和凝固浴温度对聚偏氟乙烯微孔膜结构的影响.结果表明,随聚合物浓度的增加,膜断面由树枝状结构过渡为球粒状结构,最终转变为致密结构;随降温速率的增加,...     

热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜的研究

热致相分离法是一种制备聚合物微孔材料的有效方法.介绍了聚合物初始浓度、稀释剂、降温速率、成核剂、萃取剂等因素对热致相分离法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微孔材料的影响,并对热致相分离法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜的最新研究进展进行了介绍.     

热诱导相分离法制备低密度聚乙烯微孔膜--(Ⅰ)低密度聚乙烯(18D)/二苯醚体系

选择低密度聚乙烯(LDPE-18D)为主体材料,二苯醚(DPE)为稀释剂,用热诱导相分离法(TIPS)制备了疏水性的聚乙烯微孔膜,重点对不同浓度的LDPE/DPE微孔膜结构以及采用不同牌号的LDPE和采用高密度聚乙烯(HDPE)制备的微孔膜进行了对比探讨.利用浊度法测出了LDPE-18D/DPE体系的双结点线,DSC法测出了相应的结晶温度曲线,从而得到了LDPE-18D/DPE体系的热力学相图.实验结果表明,在不同浓度的LDPE-18D/DPE体系中,因具有不同的相分离机理而形成不同结构的微孔膜;当LDPE-18D的初始质量分数为10%～30%时,体系将首先发生液-液相分离;当初始质量分数为40%～50%时,体系将发生固-液相分离,而当初始质量分数大于50%时,体系将不会产生微孔结构;微孔膜的孔径随着LDPE-18D的初始质量分数增加而逐渐减少.     

热诱导相分离法制备低密度聚乙烯微孔膜——（I）低密度聚乙烯（18D）／二苯醚体系

选择低密度聚乙烯(LDPE-18D)为主体材料，二苯醚(DPE)为稀释剂，用热诱导相分离法(TIPS)制备了疏水性的聚乙烯微孔膜，重点对不同浓度的LDPE／DPE微孔膜结构以及采用不同牌号的LDPE和采用高密度聚乙烯(HDPE)制备的微孔膜进行了对比探讨。利用浊度法测出了LDPE-18D／DPE体系的双结点线，DSC法测出了相应的结晶温度曲线，从而得到了LDPE-18D／DPE体系的热力学相图。实验结果表明，在不同浓度的LDPE-18D／DPE体系中，因具有不同的相分离机理而形成不同结构的微孔膜；当LDPE-18D的初始质量分数为10％～30％时，体系将首先发生液-液相分离；当初始质量分数为40％～50％时，体系将发生固-液相分离，而当初始质量分数大于50％时，体系将不会产生微孔结构；微孔膜的孔径随着LDPE-18D的初始质量分数增加而逐渐减少。     

铸膜液溶解温度对制备PVDF微孔膜结构的影响

铸膜液的溶解温度对浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜结构具有显著影响。所成膜断面底层为胞腔状结构,胞腔直径的大小随铸膜液溶解温度的升高而增大,且胞腔表面为三维网络状结构。结合三元相图和膜的微观结构分析认为,该制膜体系成膜过程中首先发生双节液-液分相,贫聚合物相成核并粗化形成胞腔,继而发生旋节液-液微相分离。溶解温度对成膜结构的影响与PVDF分子和溶剂分子间的溶剂化作用、成膜过程中高分子线团的构象变化有关。     

二元稀释剂对热致相分离法制备PVDF微孔膜的结构影响

采用热致相分离法(TIPS)制备PVDF平板和中空纤维微孔膜,研究了二元稀释剂对PVDF微孔膜的结构的影响。当二元稀释剂由邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、三乙酸甘油酯(GTA)中的一种,与邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、癸二酸二丁酯(DBS)、苯甲酸苄酯(BB)中的一种混合而成时,TIPS法制备的PVDF膜的断面均具有双连续结构;当二元稀释剂由二苯甲酮(DPK),与DOP、DBS、BB中的一种混合而成时,TIPS法制备的PVDF膜的断面为胞腔结构,断面孔的孔径按如下顺序依次增大:BB、DOP、DBS。GTA/DBS为二元稀释剂,采用TIPS法制备PVDF中空纤维微孔膜,随着二元稀释剂中GTA的质量分数由30%增加至50%,膜的断面由双连续结构变为球晶结构。     

Controlling the Morphology of PVDF Hollow Fiber Membranes by Promotion of Liquid–Liquid Phase Separation

In literature, liquid–liquid (L–L) phase separation has been widely adopted as the principle technique by which polymeric membranes are produced. However, the promotion of L–L phase separation as the means of controlling membrane morphology is still debatable. Thus, this work aims to introduce a facile and cost‐effective technique for controlling the morphology of poly(vinylidene fluoride) (PVDF) hollow fiber membranes (HFMs). The proposed technique is based on promotion of L–L phase separation which can be achieved through two different approaches: 1) reducing the distance between locations of dope and binodal curve through locating spinning dope on nonsolvent (water)/solvent (2‐pyrrolidone)/polymer (PVDF) ternary phase diagram by increasing of nonsolvent content and maintaining of polymer concentration at initial level; 2) simultaneous occurrence of thermally and nonsolvent induced phase separation (TNIPS). It is found that L–L phase separation promotion based on the above described approaches yields to PVDF HFM with partially double‐layered structure, enhanced mechanical properties, higher porosity, and smaller average pore radius with the potential to purify textile wastewater containing C.I. Disperse Violet 33. The proposed technique is advantageous due to lack of need for additives or post‐treatment process for HFM synthesis.

     

凝固浴条件对PU/PVDF共混膜结构与性能的影响

用浸没沉淀相转化法,制得聚氨酯(PU)/聚偏氟乙烯(PVDF)共混膜,研究了凝固浴条件对共混膜形貌及性能的影响.结果表明,凝固浴为5%N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)水溶液,膜中呈现海绵状孔结构;随凝固浴中乙醇或甘油含量的增多,孔结构向海绵状转变;乙醇或甘油的添加,使PVDF结晶在共混膜下表面与PU一起以界面孔的形式存...     

Preparation of PVDF/PMMA blend microporous membranes for lithium ion batteries via thermally induced phase separation process

Thermally induced phase separation (TIPS) process was employed to prepare microporous poly (vinylidene fluoride)/poly (methyl methacrylate) (PVDF/PMMA) blend membranes using sulfolane as the diluent. Then they were immersed in liquid electrolyte to form polymer electrolytes. The effect of PMMA on the morphology and the crystallinity of blend membranes was studied. It was found that phase separation between PVDF and PMMA occurred when PMMA content was 40 wt.%. The addition of PMMA increased porosity and decreased the crystallinity, which in turn enhanced electrolyte uptake of blend membrane and the ionic conductivity of corresponding polymer electrolyte. The maximum ionic conductivity was 2.45 × 10^− 3Scm^− 1 at 20 °C.     

热致相分离法EVOH微孔膜的制备和形态

选择乙烯的摩尔分数为38％的乙烯-乙烯醇的共聚物(EVOH)为原料，聚乙二醇(PEG)为稀释剂，采用热致相分离方法(TIPS)制备了亲水性高分子微孔膜．用扫描电子显微镜观测了微孔膜的形态．结果表明，分相的方式及微孔的大小由聚合物的含量及冷却速度决定．EVOH含量越少，则越易发生液-液相分离；冷却速度越慢，则微孔的尺寸也越大、EVOH摩尔分数为60％时，如果冷却速度很慢，则发生液-固相分离；如果冷却速度较快，则可同时观察到液-固相分离和液-液相分离的形态．     

聚合物分子量对浸没沉淀法制备PVDF微孔膜结构与结晶的影响

聚合物的分子量对浸没沉淀法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜结构和结晶具有较大影响。随着聚合物分子量的增大,所成膜上表面孔尺寸和孔密度有减小的趋势。分子量较大的PVDF所成膜的底面及膜内指状孔表面均为完全无孔致密结构。断面指状孔下方为相互连通的海绵状结构。当聚合物的分子量较低时,断面开始由相互连通的海绵状结构向胞腔状结构过渡。由低分子量的PVDF制得的膜,结晶类型既有α型结晶,又有β型结晶。由高分子量的PVDF制得的膜,主要为α型PVDF结晶。后者的结晶度明显大于前者。     

热致相分离法制备聚偏氟乙烯膜的研究

基于热致相分离基本原理,通过熔融共混聚偏氟乙烯/CaCO3/邻苯二甲酸二丁酯三元体系,制备了聚偏氟乙烯膜.考察了稀释剂和CaCO3含量对膜微观结构及拉伸强度的影响,以及CaCO3含量对聚偏氟乙烯结晶温度、结晶度的影响.结果显示,稀释剂和CaCO3含量对膜微观结构和拉伸强度影响显著;而CaCO3含量虽然对共混体系结晶度影响不太明显,但是对其结晶温度有较为显著的影响.     

Induced formation of polar phases in poly(vinylidene fluoride) by cetyl trimethyl ammonium bromide

Poly(vinylidene fluoride) (PVDF) has been widely used as transducers, actuators,and sensors due to its exceptional electroactive properties among polymer materials and the electroactive properties of PVDF heavily depend on its polymorphs. The effects of cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB) on the crystallization behavior of PVDF during isothermal crystallization and annealing process were studied, and the results showed that the polar phases (β, γ) were induced by CTAB when PVDF was isothermally crystallized at 145–160 °C. Increasing the isothermal crystallization temperature resulted in an increased γ-phase formation with a concomitant decrease of α and β phases. A 100 % γ-phase formation occurred when the sample isothermally crystallized at 155 and 160 °C. The crystalline phase transition of the sample annealed at 160 °C for various time revealed that CTAB induced the transformation from α to γ′ phase and a higher concentration of CTAB resulted in shorter transformation time, as well as higher transformation degree.     

锂离子电池用PVDF/P(MMA-co-DMAEMA)共混隔膜的制备与性能

首先合成了甲基丙烯酸甲酯(MMA)与甲基丙烯酸-N,N-二甲胺乙酯的共聚物P(MMA-co-DMAE-MA),与聚偏氟乙烯(PVDF)共混经溶液相转化法制备了PVDF/P(MMA-co-DMAEMA)隔膜。研究发现,相对于纯PVDF隔膜,共混隔膜的孔隙率增加,结晶度降低,电解液吸收稳定性显著提高。共混隔膜具有"活性"隔膜的性质,隔膜-电解液组成的电解质体系表现出凝胶电解质特征,隔膜中PVDF/P(MMA-co-DMAE-MA)质量比为10/1时,隔膜吸液率在420%以上,活化后凝胶电解质膜离子电导率可达到1.8×10-3S/cm。研究结果表明,采用溶液相转化法制备PVDF/P(MMA-co-DMAEMA)共混隔膜,是一种制备凝胶锂离子电池用高性能活性隔膜的有效方法。     

热致相分离法制备的聚偏二氟乙烯微孔膜结构

通过热致相分离法制备了聚偏二氟乙烯(PVDF)微孔膜,选用的稀释剂为二苯甲酮、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、碳酸丙二醇酯。测定了各个体系的相图并比较了不同条件下得到的膜孔结构的差异,以此为依据分析了稀释剂种类、聚合物浓度和冷却条件对相分离机理和膜结构的影响。     

品字形聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备

采用溶液相转移法,通过特殊结构的纺丝喷头,制备了品字形PVDF中空纤维膜,讨论了PVDF固含量和芯液组成对品字形膜形态结构和性能的影响。结果表明,随PVDF固含量的增大,品字形膜支撑层空穴变小,膜丝外形融合程度减小,海绵体结构更致密,超滤水通量、透气系数和膜蒸馏通量相应减小,膜丝断裂强力增大;随芯液中溶剂DMAc含量的增加,品字形膜支撑层空穴变小,融合部分海绵体变致密,超滤水通量、透气系数减小,膜蒸馏通量略微提高,膜丝断裂强力增大;优化后的品字形膜的水通量较单芯膜有所降低,但断裂强力显著提高,接近单芯膜的3倍。