凝固浴温度对PVDF/PES-C共混膜结构及性能的影响

以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为混合稀释剂,采用热致相分离法(TIPS)制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/酚酞型聚醚砜(PES-C)共混膜,考察了不同凝固浴温度对膜结构和性能的影响。采用扫描电镜观察了膜的结构,测试了膜的纯水通量。运用DSC和XRD方法检测了膜的结晶性能。将制备的膜在膜生物反应器(MBR)中运行测试了膜的污水通量和出水指标。随凝固浴温度的升高,共混膜的最高熔融温度上升,膜中α晶型的含量增加。在凝固浴温度为25℃时,膜形成了较为致密的皮层结构和较为疏松的支撑层结构,此时共混膜的纯水通量和污水通量达到最大值,且MBR出水COD和NH4+-N含量达到排放要求。     

共混β-环糊精改性PVDF膜的制备及性能

以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂、聚乙二醇20000 (PEG 20000)和聚乙烯吡咯烷酮K30 (PVP K30)为致孔剂,以β-环糊精(β-CD)为添加剂进行共混改性,采用非溶剂致相分离法(NIPS)制备了β-CD共混改性聚偏氟乙烯(PVDF)膜。考察了β-CD添加量对改性膜微观形貌、渗透性能和截留性能、亲水性和抗污染性能的影响。结果表明,添加β-CD后改性膜表面开孔数量及孔径增加,膜截面皮层变薄,亚层发展出小指状孔,贯通的大指状孔数量降低,指状孔壁上出现更为疏松的大孔结构。添加β-CD后改性PVDF膜的纯水通量和牛血清蛋白(BSA)截留率均大幅提高,其中β-CD添加量为4%时改性膜的综合性能最佳,其纯水通量为1 848 L/(m²·h·bar),BSA截留率为90.43%。添加β-CD后改性膜动态水接触角下降为0°的时间减少,说明其内在湿润性增强。改性膜在渗透性能和分离性能提高的同时保持了较好的抗污染性能,所有膜的通量恢复率均达到98%以上。     

凝固浴组成和温度对PVDF疏水微孔膜结构与性能的影响

利用非溶剂相转化法(NIPS),以聚偏氟乙烯(PVDF)/磷酸三乙酯(TEP)-N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为铸膜液体系,乙醇水溶液为凝固浴制备高性能的PVDF疏水微孔膜。考察了凝固浴中乙醇(EtOH)含量及凝固浴温度对PVDF成膜分相速率、膜结构和膜疏水性的影响。实验结果表明,在20℃的凝固浴温度下,凝固浴中乙醇含量的升高减慢了铸膜液体系的分相速率,提高了PVDF膜的孔隙率;在凝固浴中添加60%(wt)的乙醇,可形成表面荷叶状结构和截面对称的海绵状结构,膜表面的接触角为130.3°,呈很强的疏水性,并具有较优的膜强度。     

高溶剂含量第1凝固浴停留时间对PVDF膜结构和性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、二甲基乙酰胺(DMAc)为铸膜液体系,采用高含量溶剂DMAc水溶液作为第1凝固浴,水为第2凝固浴组成的双凝固浴制备PVDF中空纤维膜.通过扫描电镜(SEM)形貌观察,纯水水通量和BSA截留率测试,探讨了第1凝固浴停留时间对PVDF-PVP中空纤维膜性能与结构的影响.结果表明,随着膜丝在高溶剂含量第1凝固浴中停留时间从0变化至10s,膜丝纯水通量在2s时下降,之后持续增加,而BSA截留率不断降低.SEM显示随停留时间延长,膜表面孔隙率增加,亚层指状孔增多,大孔孔径增大,亚层海绵结构变得疏松.在停留时间为10s时,膜水通量达315 L·m-2.h-1,BSA截留率86％,可做为制备高通量PVDF超滤膜的最佳成形条件.     

热轧沟槽非织造材料复合膜的制备

将聚对苯二甲酸乙二醇酯无纺布热压成对扣波纹板支撑体,进而成型为热轧沟槽非织造材料,采用非溶剂致相分离(NIPS)法在其表面涂覆得到聚偏氟乙烯(PVDF)复合膜,对复合膜制备方法进行了初步探索。研究了热轧沟槽非织造材料成型、表面处理及刮涂成膜参数对复合膜结构与性能的影响。结果表明,成型过程中无纺布表面产生的明显的纤维、纤维束隆起等不规则结构会影响涂覆后复合膜表面的完整性,预处理过程可消除无纺布表面存在的纤维结构,使用预处理后无纺布且在1.0 mm以上的刮膜辊间隙下制备得到的复合膜可以使用,所得复合膜对碳素墨水的截留率为可达92.8%,纯水通量为309.7 L·m^-2·h^-1,断裂强度为25.0 MPa。     

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。     

PVDF/PES-C共混膜的结构与性能

以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为混合稀释剂,采用热致相分离法(TIPS)制备了聚偏氟乙烯(PVDF)和酚酞型聚醚砜(PES-C)共混膜,采用扫描电镜观察了膜的截面结构,测试了膜的纯水通量。通过膜生物反应器处理生活污水,检验了膜的污水处理性能。与PVDF膜相比,共混膜具有一个较薄的致密的皮层和较为疏松的支撑层,共混膜的纯水通量约为纯聚偏氟乙烯膜的两倍。同时共混膜的污水通量较高,COD和NH4+-N的去除率与PVDF膜相比约增加10%,共混膜的通量衰减系数较小,具有更好的抗污染性能。     

共混改性的PEO/TPU/PVDF-HFP基聚合物电解质的制备及性能

通过相转化法制备基于聚氧化乙烯(PEO)/热塑性聚氨酯(TPU)/聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)3种高聚物共混形成的电解质隔膜,将其浸泡在浓度为1 mol/L六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸乙烯酯(EC)-碳酸二甲酯(DMC)-碳酸甲乙酯(EMC)(三者体积比为1:1:1)电解液中形成一种凝胶态聚合物电解质(GPE).采用SEM、EDS、FTIR、XRD、TG、DSC、万能拉力机和交流阻抗法对隔膜进行了表征.结果表明,m(PEO):m(TPU):m(PVDF-HFP)=3:1:4的隔膜具有均匀的多孔形貌,结晶峰面积最低,拉伸强度达到15 MPa左右,离子电导率为7.9×10–3 S/cm,综合性能最佳.将该隔膜装配成CR2032纽扣电池进行电池循环性能测试,结果表明,在0.2 C倍率下电池的充放电比容量分别达到了164和161 mA·h/g,在150次循环后,放电比容量仍能保持在152 mA·h/g左右,库伦效率保持97％以上,表明该GPE是一种优异的电池材料.     

稀释剂对热致相分离法制备聚偏氟乙烯膜结构的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)和一种在常温下为固态的水溶性潜溶剂己内酰胺(CPL)为膜材料和稀释剂,基于热致相分离原理,制备了PVDF微孔膜,通过差示扫描量热仪对不同条件下二元共混物的结晶性能进行了分析,利用扫描电镜研究了稀释剂含量对膜微观结构的影响。结果表明,PVDF质量分数小于25%,PVDF/CPL高温溶液体系在降温过程中发生液-液相分离,主要形成了双连续网络孔结构。研究了PVDF浓度对膜水通量、BSA截留率、膜强度等的影响,该研究为用单一水溶性稀释剂制备PVDF微孔膜定了基础。     

新型共混的PEO/TPU/PVDF-HFP基聚合物电解质的制备及性能

通过相转化法制备基于聚氧化乙烯（PEO）/热塑性聚氨酯（TPU）/聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）三种高聚物共混形成的电解质隔膜, 浸泡在1 mol/L六氟磷酸锂（LiPF6）的碳酸乙烯酯（EC）: 碳酸二甲酯（DMC）: 碳酸甲乙酯（EMC）=1:1:1的电解液中形成一种新型的凝胶态聚合物电解质（GPE）。采用SEM、FTIR、XRD、TG、DSC、拉伸性能和电化学性能进行了表征。结果表明，聚合物配比为3:1:4的隔膜具备均匀的多孔形貌，结晶峰面积最低，拉伸强度达到了15 MPa，离子电导率为7.9?10^(-3) S?cm，综合性能最佳。将聚合物配比为3:1:4的隔膜装配成CR2032纽扣电池进行电池循环性能测试，结果表明，在0.2 C下电池的充放电比容量分别达到了164 mAh/g和161 mWh/g，在150次循环后，放电比容量仍能保持在152 mAh/g 左右，库仑效率保持97%以上，是一种优异的电池材料。     

混合稀释剂制备PVDF微孔膜的结构与性能研究

以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)作为混合稀释剂,采用复合热致相分离法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜,并用扫描电镜、差示扫描量热分析仪、拉伸压缩材料试验机等测试仪器对微孔膜结构和性能进行了研究。结果表明:随着PVDF含量增加,体系的结晶度下降;随着混合稀释剂中DMP含量增加,膜强度先增大后减小,而水通量增加,截留率减小;冷却速率对孔隙率影响不大,但冷却速率减小,水通量增加,而截留率下降;DMAc与DMP质量比为1/2时,膜强度以及水通量均比单纯采用DMP做稀释剂时的好,前者的水通量达247 L/h.m2,比后者的增加了28%。     

凝固浴组成对PVDF/PVDF-g-PAA共混膜结构与性能的影响

为了进一步提高PVDF膜的亲水性及渗透性能,本文通过在膜内引入聚偏氟乙烯接枝聚丙烯酸(PVDF-g-PAA),提高共混膜的亲水性,并在凝固浴中加入N, N-二甲基乙酰胺(DMAc),改善聚偏氟乙烯/聚偏氟乙烯接枝聚丙烯酸(PVDF/PVDF-g-PAA)共混膜的结构与性能。利用浊点法对PVDF/PVDF-g-PAA共混膜的成膜热力学进行了研究,相比于水/乙醇凝固浴,水/DMAc凝固浴的使用会抑制PVDF/PVDF-g-PAA的相分离速度,体系变得更加稳定。采用傅里叶红红外光谱仪(FT-IR)和X-射线光电子能谱仪(XPS)表征聚合物及膜的化学结构,并通过原子力显微镜和扫描电镜观察膜的表断面结构。结果表明,随着凝固浴中DMAc含量的增加,膜的致密皮层逐渐变薄,膜断面中的指状孔结构逐渐向海绵状结构转变,膜表面变粗糙,平均孔径增加,共混膜纯水通量变大。当DMAc含量为50%时,膜的纯水通量最高,可达(1 084±74)L/(m~2·h),同时具备较高的断裂强度(2.6±0.1)MPa。     

石墨烯改性PVDF复合材料的结构和性能

为了实现PVDF力学性能、导电性、热稳定性的综合改性,以氧化石墨烯(GO)为填料,通过超声分散和原位还原法制备了不同配比的GNS(石墨烯)/PVDF复合材料。分别采用扫描电镜(SEM)、导电性能测试、拉伸性能测试、差示扫描量热分析(DSC)、热失重分析(TGA)等方法系统研究了GNS含量对GNS/PVDF的导电性能、力学性能和热稳定性能的影响。结果表明,GNS的质量含量为1%时,还原后的石墨烯单片层均匀分散于PVDF中。导电性能测试表明,随着GNS填料的加入,复合材料中逐步形成局部导电网络,当GNS的含量为2%时,导电率达到8.2×10~(-5)S·m~(-1),与纯PVDF相比,大约提高了13个数量级。但当GNS含量过高时易在基体中发生团聚,不利于导电网络的形成。GNS的加入,使得复合材料界面结合力增强,提升了力学强度。当GNS的质量分数为2%时,复合材料的拉伸强度可达38.23MPa,较纯PVDF提高了23%。DSC测试显示,PVDF/GN2的T_m为172.6℃,比纯PVDF升高了5.2℃,说明GNS可以促使PVDF结晶。TGA测试则表明,GNS会改善PVDF的热稳定性,且随着GNS含量的增加逐渐提高。     

混合溶剂对TiO2/PVDF平板超滤膜性能和结构的影响

采用N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)为混合溶剂制备PVDF超滤膜。考察了不同混合比例的DMAC和NMP对膜性能及膜结构的影响,同时利用扫描电子显微镜(SEM)对膜表面及断面结构进行分析,原子力学显微镜(AFM)对膜表面粗糙度进行了分析,利用接触角测量仪对膜表面接触角进行了测量。结果表明,使用混合溶剂对膜孔径和膜亚层结构影响较大,但混合溶剂对膜孔隙率和接触角基本没有影响。当混合溶剂DMAC/NMP为1:2时,膜性能达到最优,孔隙率为70%,平均孔径为0.24μm,水通量为373 L.m-2.h-1,截留率为88%。     

PVDF/PMMA复合材料膜的性能及应用

介绍了聚偏氟乙烯(PVDF)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料膜以及引入石墨烯之后复合材料膜的性能和应用研究。相关研究表明:PVDF/PMMA复合材料膜在新能源、水处理以及医疗领域有重要的应用价值,在新型膜材料领域具有极大的发展潜力。     

两亲聚合物改性PVDF/PMMA复合膜的制备及抗污性能

采用非溶剂致相分离法制备PVDF/PMMA复合膜,改变两亲聚合物泊洛沙姆（F127）的添加量来研究其含量对复合膜综合性能的影响。通过测试改性前后复合膜的纯水通量、截流率、接触角等分析其透水性、分离性能和亲水性能,并以牛血清蛋白作为污染物研究复合膜的抗污性能。结果表明：随着两亲聚合物F127的添加,PVDF/PMMA复合膜表面亲水性能明显增强,纯水通量呈增加趋势,断裂伸长率明显增加,对牛血清蛋白的截留率保持在 91.5% 以上。其中,F127 的添加量为 1.4% 时,接触角下降到 65.14°,纯水通量达到 205.4 L/（m²·h）,截留率为 95.0%。另外,对比改性前的复合膜,其平均污染度和衰减系数分别从38.55%和26.25%降至4.42%和6.74%,展现出了较好的抗污性能。     

PVDF超滤膜亲水性改性研究进展

随着近些年超滤膜的发展,人们对膜性能的要求越来越高,改善膜性能的研究不断深入。当今在对聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的改性过程中经常使用的方法有膜表面改性方法以及膜材料改性方法。膜表面改性的方法主要有物理改性、表面接枝改性、等离子体改性等;而膜材料改性的方法主要包括有小分子无机粒子共混改性和膜材料本体的化学改性。改性之后的PVDF膜亲水性会增强,水通量升高,膜的抗污染性也有了一定的提升,进而增加了膜的使用寿命。     

国外PVF与PVDF薄膜的生产现状性能及应用

由于可熔性氟塑料薄膜具有多方面的优良性能而获得了广泛的应用。这些材料的高化学稳定性和热稳定性、良好的电绝缘、光学和抗粘连特性、不燃性和耐久性,保证了它们在一系列的重要技术中有广阔的应用前景。其有效的利用潜力还未充分发掘。可熔性氟塑料薄膜通常由氟聚合物制造公司生产,品种繁多,并且不断有新型品级出现。除传统的应用领域(化工设备制造、机械与仪器制造、航空与航天技术、电子学与电工技术)外,     

TiO_2溶胶改性PVDF超滤膜的制备与性能研究

利用溶胶-凝胶法制备二氧化钛(TiO2)溶胶并添加到铸膜液中,应用非溶剂致相法制备聚偏氟乙烯(PVDF)成品膜。系统研究了溶胶态TiO2、无机态Ti O2以及无机态TiO2/分散剂体系对TiO2/PVDF杂化膜的表面形貌、热稳定性、纯水接触角的影响。结果表明,溶胶态TiO2在铸膜液中分散良好,制取所得成品膜具有优良的综合性能,溶胶态TiO2的加入使得膜的接触角明显降低,孔隙率和平均孔径增大。