梯度海绵状结构聚醚砜(PES)平板膜的制备及其性能研究

通过浊点滴定法研究了聚醚砜/二甲基乙酰胺/异丙醇(PES/DMAc/IPA)三元体系的热力学相图,测定不同浓度的PES溶液中非溶剂含量对铸膜液黏度的影响,以非溶剂调控法制备出具有密度梯度孔的PES平板膜,研究非溶剂含量和致孔剂对PES膜分离性能的影响。结果表明:在铸膜液达到浊点之前,非溶剂对膜截面结构的改变较小;当铸膜液达到浊点,膜结构定向转变成海绵状密度梯度孔。与非浊点状态制备的膜相比,无论是否添加致孔剂,浊点状态制备的梯度密度孔结构平板膜纯水通量和牛血清蛋白截留率能够长时间保持稳定。     

杂萘联苯聚醚砜酮类材料成膜动力学研究(Ⅱ)凝胶介质对 PPESK凝胶动力学的影响

以杂萘联苯聚醚砜酮(PPESK)/NMP为聚膜液体系,进行了成膜过程凝胶动力学研究;浊点实验表明,随着醇类物质碳原子数目的增多,相图的二相区变小,凝胶过程所需的非溶剂量增多.还考察了不同凝胶浴对PPESK/NMP体系凝胶速度的影响.结果表明,使絮凝值增大的非溶剂,凝胶过程中所需的非溶剂量增多,凝胶速度降低.凝胶浴中加入溶剂使铸膜液和凝胶浴的化学势差降低,使非溶剂和溶剂的传质速度下降,凝胶速度减小.当NMP浓度为80%时,膜结构由指状转变为海绵状结构.     

杂萘联苯聚醚砜酮类材料成膜动力学研究（Ⅱ）凝胶介质对PPESK凝胶动力学的影响

以杂萘联苯聚醚砜酮（PPESK）/NMP为聚膜液体系，进行了成膜过程凝胶动力学研究；浊点实验表明，随着醇类物质碳原子数目的增多，相图的二相区变小，凝胶过程所需的非溶剂量增多．还考察了不同凝胶浴对PPESK／NMP体系凝胶速度的影响．结果表明，使絮凝值增大的非溶剂，凝胶过程中所需的非溶剂量增多，凝胶速度降低．凝胶浴中加入溶剂使铸膜液和凝胶浴的化学势差降低，使非溶剂和溶剂的传质速度下降，凝胶速度减小．当NMP浓度为80％时，膜结构由指状转变为海绵状结构．     

共溶剂对聚酰亚胺气体分离膜结构与性能的影响研究

以一定的比例在聚酰亚胺铸膜液中添加共溶剂,用来改变铸膜液的热力学性质,进而调节非溶剂致相转化(NIPS)法制膜过程中的动力学行为,制备出完整非对称性海绵状结构的气体分离膜。聚酰亚胺铸膜液的溶剂为N-甲基吡咯烷酮,共溶剂为四氢呋喃、1,4-二氧六环及γ-丁内酯中的一种,考察了共溶剂种类及含量对膜结构及气体渗透性能的影响。结果表明:随着铸膜液中共溶剂含量的增加,膜结构中指状孔所占比例不断减少。同时,测试了膜对于N2、CO2的气体渗透性能,以1,4-二氧六环为共溶剂时,P84气体分离膜对上述气体同时具备高选择性与高渗透通量。     

非溶剂调控铸膜液制备海绵状结构聚醚砜超滤膜

以非溶剂调控铸膜液通过非溶剂致相分离(NIPS)法制备出具有海绵结构的聚醚砜超滤膜。主要研究水、异丙醇、丙三醇和聚乙二醇等几种非溶剂对超滤膜结构的影响,考察膜结构对凝固浴的依赖性,通过扫描电子显微镜对膜的断面结构进行表征。结果表明:膜截面结构随着铸膜液中铸膜液状态的变化而变化,当铸膜液处于分相临界点(浊点)附近状态,膜截面指状孔逐渐消失,最终得到纯海绵状结构,并探索出NIPS法制备海绵状结构超滤膜的工艺条件。     

溶剂种类对PVDF超滤膜结构和性能的影响研究

选用不同种类的溶剂以L-S相转化法制备PVDF超滤膜,讨论了不同溶剂种类对膜结构和性能的影响.研究表明,仅仅考虑以热力学参数来预测或解释得到的最终膜结构和性能都是不充分的,必须考虑成膜的动力学过程.采用的4种溶剂所制备的PVDF超滤膜的纯水通量与相互扩散系数之间有很好的关联性,其通量顺序为DMSO>NMP>DMAC>DMF,即随着溶剂与水的相互扩散系数的增大,膜的纯水通量减小;膜的SEM照片显示,对PCDF膜而言,纯水通量不仅仅取决于皮层的孔隙率,也可被认为是亚层形态的显示.同时还采用了两种复合溶剂NMP/THF,NMP/AC制备PVDF超滤膜,考察了由于溶剂与水的亲合性变化而导致的膜性能和结构的变化,结果表明,随着溶剂中丙酮和四氢呋喃的浓度增加,复合溶剂与水的亲合性降低,膜的纯水通量下降,膜变得更加致密小孔,膜的SEM照片也证明了这点.     

聚醚砜微孔膜制备中非溶剂添加剂作用研究

以聚醚砜（ＰＥＳ）为膜材料，ＤＭＡｃ为溶剂，研究了３种非溶剂加剂（ＮＳＡ）－ＥｇＯＨ，ＤｅＯＨ和ＢｕＯＨ在水和ＮＳＡ中凝胶对于板微孔膜性能的影响，利用浊点法得到ＰＥＳ／ＤＭＡｃ／ＮＳＡ和ＰＥＳ／ＤＭＣｓ／ＮＳＡ／Ｈ２Ｏ体系２５℃的相图，并以邻近比α值来表征膜溶液组成点靠近相分离的程度，添加了ＮＳＡ的铸膜液在水中凝胶制备微孔膜，以ＥｇＯＨ为非溶剂添加物，在相同聚合物浓度，相同凝胶条件下，仅仅改变铸膜     

非溶剂对成膜过程凝胶速率的影响

基于Flory-Huggins高分子溶液理论,计算了聚砜(PSF)-二甲基乙酰胺(DMAc)-非溶剂铸膜体系的三元相图,其中二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,水、甘油、乙醇和正已烷为非溶剂．通过相图分析了不同非溶剂对凝胶时间的影响,同时考虑了扩散的影响．根据计算结果得到如下结论:双节线或旋节线与聚合物-溶剂轴的距离越近,凝胶时间越短;非溶剂与溶剂的相互扩散速度越快,凝胶时间越短;联结线的斜率越小,即分相时聚合物稀相中非溶剂的量越少,凝胶时间越短。     

聚(偏二氯乙烯-氯乙烯)多孔膜制备及性能EI北大核心CSCD

以聚(偏二氯乙烯-氯乙烯)[P(VDC-co-VC)]为成膜聚合物,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,采用非溶剂致相分离(NIPS)法制备了具有非对称膜结构的P(VDC-co-VC)平板膜,通过扫描电镜、纯水通量、截留率、接触角、力学性能等测试,研究了聚合物浓度及凝固浴温度对P(VDC-co-VC)平板膜结构与性能的影响。结果表明,所得P(VDC-co-VC)平板膜由表面皮层及大孔支撑层组成,上表面较下表面致密。提高聚合物浓度或升高凝固浴温度均能提高P(VDC-coVC)平板膜表面的致密程度,进而改善对牛血清蛋白的截留率及膜通量恢复率。低凝固浴温度下所得膜通透性能较好。力学性能随聚合物浓度提高而增加,随凝固浴温度升高而降低。     

聚合物PPES／PPEK／PPESK—NMP—H2O三元体系的相行为研究（Ⅱ）相图的计算

以Flory-HugginS理论为基础,详细推导了聚合物-溶荆-非溶剂三元聚合物成膜体系的双节线、旋节线和临界点求解方程,提供了方程的求解方法.根据此理论和方法,分别求解了聚合物杂萘联苯聚芳醚砜酮、杂萘联苯聚芳醚砜和杂萘联苯聚芳醚酮与H2O及NMP组成的三元体系在25℃时的相分离曲线.将计算结果与实验测定的浊点数据进行比较.分别优化校正了溶剂NMP与聚合物PPES、PPEK和PPESK之间的相互作用参数g23.提出二元Flory-HugginS相互作用参数值随温度变化的一般关系.并据此关系,以25℃时的相互作用参数为基准求解PPES/PPEK/PPESK-NMP-H2O三元体系在50℃和75℃时的相图,计算结果与浊点实验数据相吻合.     

天然纤维粉体对PVDF/DMAc体系热力学及膜结构的影响

考察天然纤维粉体/聚偏氟乙烯(PVDF)/N,N-二甲基甲酰胺(DMAc)铸膜液热力学性质,采用浸没沉淀相转化法制备了天然纤维粉体/PVDF共混膜,表征了共混膜的结构和性质。结果表明,按照棉花粉体、羊毛粉体、无粉体的顺序,制膜体系越来越容易发生液固分相;并且棉花粉体/PVDF共混膜、羊毛粉体/PVDF共混膜、PVDF膜的孔隙率和水通量依次降低,结晶度依次增加,但膜形态一致,均为致密皮层和多孔亚层。共混膜性质的差异主要是由于纤维粉体亲水性的不同,添加亲水性较好的羊毛粉体的铸膜液成膜速度慢,而添加亲水性较低的棉花粉体的铸膜液成膜速度较快。     

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).     

聚乙烯吡咯烷酮/聚(乙烯-乙烯醇)共混膜的制备及其油水分离性能

将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与聚(乙烯-乙烯醇)(EVAL)共混,采用浸没沉淀法制备了PVP/EVAL共混膜,并用于油水乳液分离过程。通过全反射红外光谱、扫描电子显微镜、拉伸试验、接触角测试等对膜的组成、结构形态、机械性能、亲水性进行了表征,并研究了PVP添加量对共混膜油水分离性能的影响。结果表明:添加PVP能较显著地改变EVAL膜的结构,且共混膜的机械强度和亲水性得到明显改善,当PVP添加量为10 wt%(PVP在铸膜液中的质量分数)时,其拉伸强度和断裂伸长率分别为纯EVAL膜的1.88倍和1.34倍。当PVP添加量为4 wt%时,油水分离稳定通量为纯EVAL膜的1.81倍,截留率为92.2%,比纯EVAL膜略高。PVP添加量为10 wt%的PVP/EVAL共混膜清洗后通量恢复率由纯EVAL膜的51%增至77.98%。     

壳聚糖复合不对称膜的制备及生物组织相容性研究

用分步流延干燥法制备了一种由壳聚糖（CS）、聚乙烯醇（PVA）、羧甲基壳聚糖（CM-CS）构成的新型人工皮肤医用材料——壳聚糖复合不对称膜（C-P-C膜），其上层为CS层，中间为PVA层，下层为CM-CS层。研究结果表明，可通过调节CS、PVA、CM-CS的加入量来控制复合不对称膜各层的厚度和膜的水蒸气通透性，C-P-C膜具有良好的透光性和吸水率。生物相容性实验发现，C-P-C膜是无毒材料，不会引起创伤感染，随着植入C-P-C膜时间的延长，组织炎症反应明显减轻，6周时，炎症浸润程度低于手术缝合线。C-P-C膜能够明显地促进创面愈合，能有效地密封出血创面且具有显著的止血作用。     

PAN湿法纺丝凝固过程中相分离机理初探

利用Tompa拓展的Flory-Huggins溶液理论,对聚丙烯腈(PAN)湿法纺丝凝固过程中相分离机理进行了初步探讨.针对聚合物/溶剂/非溶剂体系,计算了溶剂-非溶剂、溶剂-聚合物以及非溶剂-聚合物的体系相互作用参数,得到了高浓度三元体系的双节线.结果表明,相对于二甲基甲酰胺(DMF)币二甲基乙酰胺(DMAc),以二甲基亚砜(DMS0)为溶剂的体系中双节线离聚合物-溶剂轴的距离最远,非溶剂与溶剂之间的双扩散缓和,是纺丝体系中溶剂的最佳选择.湿法纺丝的相分离存在瞬时双扩散和迟豫双扩散两种机理,瞬时双扩散机理引起纤维内部产生孔洞.     

聚合物膜制备过程中的相关基础问题

综述了聚合物膜制备过程中的相关基础问题和取得的研究进展.通过铸膜液邻近比和凝胶邻近比描述制膜体系的热力学状态和凝胶特性,借助于延迟相分离时间与凝胶时间来描述膜的形成过程.通过“黏性指进”来解释大孔腔的形成,从铸膜液邻近比和厚度梯度膜的概念上调控膜结构在指状孔与海绵状孔之间的转变.对于中空纤维和平板膜的制备来说,铸膜液的...     

添加剂对制备对称状PVDF膜的结构与蛋白吸附性能的影响

以聚偏氟乙烯(PvDF)为膜材料,通过浸没沉淀法制备得到开放性网络状对称结构的PVDF膜.考察不同添加剂对膜结构的影响.结果表明,与溶剂磷酸三乙酯(TEP)相容性良好的添加剂(乙醇,聚乙二醇,乙酸乙酯)所成膜表面结构均匀,孔隙率较大,蛋白吸附量较高;与溶剂相容性较差的添加剂(水,甘油)使得铸膜液组成接近于分相区,成膜过...     

SiO2对聚氨酯杂化膜微孔结构及性能的影响

用热致相分离法制备了PU/SiO2杂化膜,研究了不同SiO2及其用量对PU/SiO2/溶剂体系微孔膜微孔结构的影响,并测试了膜的水通量.结果表明:具有不同结构的SiO2能够提高溶剂二氧六环的结晶温度,即冷却速率加快,使微孔膜的微孔尺寸细化,同时使微量水的结晶温度也有所不同,水的冻结温度与孔尺寸的大小直接相关.在冷却速率较快的体系中,形成的微孔尺寸较小,因此其水的冻结温度较低;而冷却速率较慢,形成的微孔尺寸较大,因此其水的冻结温度较高.SiO2的结构将影响与PU之间界面成孔的形态不同,SiO2的粒径越小,其与PU膜接触面积加大,增加了膜孔的连通性,使PU膜的水通量增大.     

Alpha-Shapes分段改进算法在三维模拟树枝体积扫描测量中的应用

针对树木与树枝分叉部分体积计算困难,三维扫描建模易产生黏连现象等问题,提出一种Alpha-Shapes分段改进算法.通过三维激光扫描技术获取三维模拟树枝的点云数据,利用Alpha-Shapes算法计算出三维模拟树枝的点云边缘轮廓并进行三维重建,利用分段算法对三维重建数据进行体积分割计算,通过点云最高层补偿以此保证分段算...