聚偏氟乙烯／蒙皂石超滤膜的制备及性能研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为原料,无机层状材料蒙皂石(MMT)为添加剂,通过溶胶-凝胶相转化法研制成PVDF/MMT超滤膜.考察了MMT质量分数在0%~9%范围内对铸膜液黏度、膜孔隙率、孔径、水通量、PEG20000截留率等性能的影响,以及相图和DSC曲线的变化.实验结果表明,MMT的加入使铸膜液的黏度增加,铸膜液呈现非牛顿流体中的假塑性流体的特性;当MMT加入质量分数为7%时,PVDF/MMT超滤膜水通量可达94.32 L·m-2·h-1,对PEG20000的截留率达95.2%.MMT的添加对成膜过程也有影响,从相图分析,加入MMT改变了液–固双节点的位置,铸膜液对非溶剂的容纳能力降低;而从DSC测试曲线得知PVDF/MMT膜的结晶度低于PVDF膜.     

添加剂对PVDF平板超滤膜性能和结构的影响

分别以无水氯化锂(LiCl),磷酸(H_3PO_4)为添加剂,采用正交试验设计方法优化PVDF平板超滤膜制备条件.以去离子水为凝胶浴,考察了聚合物浓度、溶剂种类、添加剂含量对超滤膜平均孔径,孔隙率等膜结构特征殁膜纯水通量、BSA截留率的影响.结果表明,对于LiCl体系,影响膜孔隙率的制膜条件是:LiCl浓度>溶剂种类>PVDF浓度,制膜液组成为12% PVDF/DMAC/5%LiCl时孔隙率最高,达到86.42%;对于H_3PO_4体系,影响膜孔隙率的制膜条件是:溶剂种类>H_3PO_4浓度>PVDF浓度,制膜液组成为15%PVDF/NMP/5%H_3PO_4时孔隙率最高,达到85.86%;对于LiCl和H_3PO_4体系,影响膜孔径的因素均为:PVDF浓度>溶剂种类>添加剂浓度,最大孔径下的最佳制膜液组成为12%PVDF/NMP/3%添加剂.研究得出LiCl体系和H_3PO_4体系的最佳组合分别为18PVDF/NMP/3%LiCl和15%PVDF/NMP/5%H_3PO_4.     

凝胶浴条件对PVDF/CaCO3共混中空纤维膜性能和结构的影响

采用干-湿相转化法制备了PVDF/CaCO3共混中空纤维膜,考察了芯液组成和外凝胶浴温度对共混膜结构和性能的影响。结果表明,随芯液中酸含量增加,膜纯水通量迅速升高,BSA截留率略有下降;膜拉伸强度下降,断裂伸长率增加。SEM图显示,膜断面指状孔的数量增多、支撑层厚度变薄、膜亚层海绵孔增加;相应孔隙率升高,而泡点压力略微下降。当外凝胶浴温度较高时,膜支撑层和外皮层较为致密,导致膜纯水通量明显下降,同时BSA截留率在80℃高温外凝胶浴时,由于膜外皮层上出现少量大孔结构,而迅速下降为62.55%。     

凝胶相转化温度和空气预蒸发时间对PVDF超滤膜性能及结构的影响

利用非溶剂相转化法(NIPS),以聚偏氟乙烯(PVDF)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/N,N-二甲基乙酰胺( DMAC)为铸膜液体系,水为凝固浴制备了大通量超滤膜.考察了铸膜液温度、凝胶浴温度、空气预蒸发时间等条件对超滤膜性能与结构的影响.研究结果显示,随着铸膜液和凝胶浴温度的提高,膜纯水通量增大,强度增强,截留率降低,膜的第一泡点压力减小,膜的孔隙率随铸膜液温度升高而增大,随凝胶浴温度升高先增大后减小,膜断面指状孔发育较为通透,海绵层致密.延长铸膜液在空气预蒸发时间,膜的第一泡点压力和孔隙率降低,超滤膜截留率提高,通量和强度变化不大.     

凝固浴体系对PVDF超滤膜性能与结构的影响

利用非溶剂相转化法(NIPS),以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)为铸膜液,水、二甲基乙酰胺(DMAC)、PVP体系为凝固浴,制备外压中空纤维超滤膜。研究了凝固浴中DMAC和PVP含量以及凝固浴温度对膜性能和结构的影响。结果表明,凝固浴中DMAC含量的增加可以提高超滤膜的通量、断裂伸长率和表面的孔径,降低膜丝拉力;PVP含量对膜通量、拉力与断裂伸长率有非线性影响,当着PVP的质量分数大于12%时,支撑层孔径明显增加;凝固浴温度升高可以增加膜的通量,而对孔隙率、拉力和断裂伸长率则影响不大。当凝固浴中DMAC和PVP的质量分数分别为35%和12%、凝固浴温度为70℃时,可以得到性能较好得超滤膜。     

PEO改性PVDF/SMA膜结构和性能

将聚氧化乙烯(PEO)添加到聚偏氟乙烯/苯乙烯马来酸酐树脂(PVDF/SMA)膜体系中,通过非溶剂致相分离法(NIPS)制备了添加不同PEO含量的PVDF/SMA共混膜。其中PEO质量分数为2%的共混超滤膜性能最好,水通量为531.1L/(m²·h),牛血清蛋白(BSA)截留率为65.8%,水接触角为63.6°,膜剥离强度为0.2756kN/m。接着以PVDF/SMA膜为主要研究对象测试了凝固浴温度对共混超滤膜的纯水通量以及BSA截留率的影响,该实验的结果表明凝固浴温度的改变对膜性能没有产生明显的影响。因此,选择在常温凝固浴温度下测试不同凝固浴成分对共混膜性能的影响。探究了膜在凝固浴成分分别为N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)(质量分数为3%、6%、9%)、氯化钠(NaCl)(0.05mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L)和乙醇(质量分数为3%、6%、9%)时的膜性能变化,以及对各个组分得到的膜样本进行扫描电子显微镜(SEM)表征。结果表明,随着DMAc含量增加,膜表面的孔在减少,且膜皮层的厚度增加,使得膜的水通量减少而BSA截留率提高。而随着NaCl浓度...     

γ-BL/TEP混合溶剂对PVDF膜结构和性能的影响

通过溶解度参数预测,膜渗透性能检测,及扫描电镜(SEM)对膜形貌观察,考察了聚偏氟乙烯(PVDF)在γ-丁内酯(γ-BL)、磷酸三乙酯(TEP)为混合溶剂,乙二醇(EG)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)及其混合物为凝固浴时,相转化条件及溶剂配比对PVDF膜在孔隙率、纯水通量、BSA截留率,以及拉伸强度等性能方面的影响行为。结果表明,随混合溶剂中TEP质量分数的增加,凝胶浴中溶剂DMAc质量分数增大,PVDF膜皮层逐渐变薄,PVDF结晶球粒粒径变小,孔隙率增加,拉伸强度下降。当混合溶剂中TEP的质量分数为60%,凝胶浴DMAc含量30%时,膜纯水通量达2 100 L/(m2·h),BSA截留率仍保持58.7%,具有良好的超滤性能,可作为制备高通量、较高截留PVDF超滤膜的最佳条件。     

新型聚芳醚腈酮中空纤维超滤膜的研究

以含二氮杂萘酮结构聚芳醚腈酮(PPENK)为膜材料,N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为溶剂,采用干-湿相转化法制备了中空纤维超滤膜.考察了聚合物浓度、添加剂含量以及纺丝过程中空气间隙、凝胶浴温度和纤维壁厚对膜结构及性能的影响.结果表明,当聚合物浓度为13%,添加剂EgOH含量α=0.9时,膜通量可达770 L·m-2·h-1,对BSA的截留率在90%以上;增大空气间隙可使膜的截留性能提高,但膜通量有所下降,最佳空气间隙为5～8cm;凝胶浴温度的升高增大了膜的通量,截留率下降幅度不大,凝胶浴温度宜控制在21～25℃范围内;纤维壁厚在0.15～0.18 mm时膜性能最佳.     

再生PVDF/蒙脱土纳米复合材料制备与性能

通过新型非对称双螺杆挤出机制备再生聚偏氟乙烯(PVDF)/蒙脱土(MMT)纳米复合材料,采用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、转矩流变仪和万能电子试验机等对材料进行表征测试,研究MMT含量对复合材料结构和性能的影响。结果表明,MMT对复合材料的结晶行为有一定的影响,添加MMT后复合材料的熔融温度、结晶温度和结晶度都有提高,添加1% MMT复合材料的熔融温度和结晶温度分别比未加MMT的再生PVDF提高1℃和0.94℃;再生PVDF/MMT复合材料的降解温度随着MMT含量增加而降低,失重50%的温度反而随MMT含量增加而升高;SEM发现,MMT以100～200 nm的片状分散在PVDF基体中,随着MMT含量增加,出现MMT团聚、脱落现象;在实验范围内,随着MMT含量的增加,复合材料的拉伸强度和缺口冲击强度随之提高,添加5% MMT复合材料的拉伸强度比未添加MMT的提高33.5%,缺口冲击强度提高29.7%;转矩流变实验发现,适量的MMT增加了复合材料加工时的剪切作用,降低了熔体塑化平衡扭矩。     

聚偏氟乙烯膜的制备及其影响规律的研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为膜材料,LiCl为添加剂,NMP,DMF,DMAC为溶剂进行正交试验,确定不同的溶剂种类,聚合物浓度,添加剂浓度对膜结构和性能的影响,并通过正交实验分析出最佳的制膜液组成:18%PVDF/3%LiCl/DMAC,经表征后纯水通量为223.73L/m2h,对牛血清白蛋白(M=67000)截留率为78%,孔径为44nm。     

SiO2/PVDF离子膜的选择透过性

高分子有机聚合物聚偏氟乙烯(PVDF)以其优良的物理化学性能而倍受青睐。但由于PVDF膜的疏水性,应用在水处理中时容易产生污染,使其应用受到了限制。制备了有机无机SiO2/PVDF离子膜。通过测试膜浓差电势,确定膜对离子的选择透过率和膜表面电荷密度。结果表明,添加纳米SiO2能提高PVDF膜对离子的选择透过率,但只有加入SiO2质量分数为0.21%时,离子膜的选择透过率和表面电荷密度才适宜。SiO2/PVDF-0.21离子膜电渗析对不同离子的去除效果试验表明,该电渗析对多组分离子溶液体系的离子总去除率达到了93.7%。     

碳纳米管-聚偏氟乙烯共混超滤膜的制备及性能研究

采用硫酸、硝酸混酸改性多壁碳纳米管(MWNTs),将改性的MWNTs分散于1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中,再与聚偏氟乙烯(PVDF)的NMP溶液混合,采用浸没相转化法制备MWNTs-PVDF复合超滤膜,考察了制膜条件对膜结构和性能的影响。结果表明,当铸膜液中MWNTs的质量分数到达0.09%、凝胶浴温度达到30℃时,纯水通量最大;随着预蒸发时间的延长,纯水通量下降;铸膜液溶解温度在40～80℃时,所制膜的纯水通量也随溶解温度的升高而增加。     

PZT/PVDF体系压电复合材料的介电和压电性能研究

采用复合材料热压工艺,制备了0-3型PZT/PVDF(钛锆酸铅/聚偏二氟乙烯)压电复合材料。系统地研究了PZT体积分数对材料介电、压电性能的影响,并与Furukawa等人的理论预测进行了对比。结果显示在PZT体积分数为70％时,获得了性能优良的压电复合材料。在压电陶瓷高含量区,部分压电陶瓷颗粒相互联接,形成了类似0-3(1-3)型连通形式,获得了压电和介电性能优良的压电复合材料。     

PVDF/PZT/CB高分子复合材料动态机械性能研究

本文应用动态机械性能分析方法,研究了PVDF/PZT/CB复合体系的贮能模量和损耗模量并分析了其减振性能,结果表明该复合材料既有较好的力学性能,又有较理想的减振功能.     

PVDF／PS共混超滤膜的研究

研究了ＰＶＤＦ与ＰＳ的不同溶混性。分析了聚合物溶混程度变化及工艺条件改变对膜形态结构及使用性能的影响。实验结果表明，ＰＶＤＦ和ＰＳ属部分溶混体系，由这种溶混体系制成的超滤膜水通量有较大幅度提高。     

纺丝条件对PVDF/PVP共混中空纤维膜性能的影响

采用干-湿法纺丝工艺制备PVDF/PVP共混中空纤维膜,利用红外分析技术和广角粉末衍射表征了膜组成和结晶性质,考察了液膜空气蒸发时间、铸膜液脱泡时间、拉伸速度、芯液温度等纺丝条件对膜的纯水通量、截留率、拉伸强度、断裂伸长率等性能的影响.结果表明,随芯液温度提高,膜纯水通量和截留率变化不大,但能显著提高拉伸强度和断裂伸长率;随着铸膜液脱泡时间和液膜在空气中蒸发时间的延长,膜纯水通量下降,截留率升高,拉伸强度和断裂伸长率增大;拉伸速度与膜拉伸强度和断裂伸长率呈正相关,在3.28 m·min-1时的膜纯水通量和截留率表现最佳.试验条件下得出的最优纺丝条件为:芯液温度60℃,静置脱泡48 h,蒸发时间2s,拉伸速度3.28 m· min-1.     

CTA/PVDF共混中空纤维纳滤膜的研制

以聚偏氟乙烯（PVDF）为第二组分聚合物与三醋酸纤维素（CTA）共混,通过冻胶法纺丝工艺制备成中空纤维纳滤膜.讨论了固含量,纺丝工艺和后处理条件对膜性能的影响,并测试了不同操作条件下的膜性能,取得了满意的结果.     

PVDF/炭黑导电复合材料的PTC性能研究

研究炭黑种类和用量及ＰＶＤＦ种类对ＰＶＤＦ／炭黑导电复合材料ＰＴＣ特性的影响。结果表明,大粒径、比表面积小的Ｎ７６５炭黑填充导电复合材料的ＰＴＣ性能较好,出现ＰＴＣ现象的炭黑用量范围大;随着ＰＶＤＦ分子量的增大,ＰＶＤＦ／Ｎ７６５炭黑导电复合材料出现最大ＰＴＣ强度的炭黑用量减少,最大ＰＴＣ强度也随之增大。     

热处理对PVDF复合体系形态及性能的影响

利用ＤＳＣ、ＷＡＸＤ和ＳＥＭ等测试手段，研究了不同热处理条件下聚偏二氯乙烯合金／炭黑导电复合体系的结晶形态及正温度系数效应特性。结果表明，热处理可以改善基体结晶行为。使结晶度提高，从而使导电复合体系的室温电阻率下降、ＰＴＣ强度提高、ＰＴＣ曲线的重复稳定性变好。     

添加剂PEG对PVC/PVDF/PMAMA共混膜性能的影响

讨论了聚乙二醇(PEG200、PEG400、PEG600)对PVC/PVDF/PMMA共混溶液的剪切粘度及其共混膜的断面形态结构、水通量、截留率和机械性能等膜性能的影响。结果表明,在聚合物质量百分含量不变的情况下,PEG200、400、600的加入均能使铸膜液的粘度增加,PEG200使粘度增加的最多,PEG600最少;PEG600使PVC/PVDF/PMMA共混膜水通量增加的最多,PEG200最少,而PEG200使膜的截留率增加最多,PEG600最少。