凝固浴质量分数对聚醚砜中空纤维膜结构和性能的影响

采用干喷湿纺法纺制成聚醚砜中空纤维膜,研究了凝固浴质量分数与PES中空纤维结构和性能之间的关系。结果表明：在凝固浴质量分数10％～40％的范围内,中空纤维膜的水通量先减少再增加;中空纤维的取向度则先增大后减小;膜表面孔的数量及孔径都有一个先减后增的现象。     

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。     

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。     

聚砜中空纤维支撑膜结构对复合膜性能的影响

聚砜、乙二醇单甲醚和二甲基乙酰胺的溶液通过环形喷丝嘴,其芯液为水溶液,通入二甲基乙酰胺的水溶液,制得聚砜中空纤维支撑膜。中空纤维浸入室温固化的硅橡胶有机溶剂的溶液中,制得聚砜中空纤维—硅橡胶的富氧复合膜。研究了聚砜的固含量,添加剂的种类和用量以及芯液等对富氧复合膜的透气速率和分离系数的影响。     

外凝固浴对聚醚砜中空纤维水通量的影响

制备了聚醚砜（PES）中空纤维膜,并研究了外凝固浴组成对膜水通量的影响。结果表明,纯水通量随外凝固浴中二甲基乙酰胺（DMAc）含量提高而增加。     

凝固浴对聚芳硫醚砜分离膜结构与性能的影响

采用沉浸凝胶法制备了聚芳硫醚砜(PASS)分离膜,并探究了复合凝固浴以及双凝固浴对分离膜结构与性能的影响。利用扫描电子显微镜观察了PASS分离膜的形态结构,统计了孔径大小并计算了孔隙率,用超滤杯测试了分离膜的水通量及其渗透和分离性能,用万能材料测试机测试了分离膜的力学性能。结果表明:在复合凝固浴中,随着复合凝固浴溶剂浓度的增加,PASS分离膜表面的孔径逐渐增大,支撑层也由非对称的指状结构逐渐过渡为对称的海绵状结构;采用双凝固浴,可结合瞬时分相与延时分相制备表面孔径大、支撑层非对称并且贯穿性较好的PASS分离膜。     

冷拉伸对聚丙烯中空纤维膜结构与性能的影响

采用热致相分离法(TIPS)结合冷拉伸制备不同拉伸比例的聚丙烯中空纤维膜(PPHFM),结合拉伸模型与力学性能测试分析拉伸比例对PPHFM宏观结构与力学性能的影响;采用SEM、孔隙率测试等表征不同拉伸比例PPHFM的微观结构;测试PPHFM的纯水通量和抗污染性能,考察拉伸比例对膜性能的影响。结果表明:随着拉伸比例的增大,PPHFM内外径减小,拉伸强度增大,最高提高200%。同时,内外皮层破裂形成大量微孔使膜孔隙率增加,对应膜的纯水通量大幅增加,最高达136.9 L/(m~2·h)。此外,PPHFM外皮层结构撕裂形成的微孔有利于牛血清白蛋白(BSA)的附着,导致膜抗污染性能降低。     

磺化聚砜对聚砜中空纤维膜结构与性能的影响

以聚乙二醇(PEG)为添加剂,二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,采用浸没沉淀法制备了磺化聚砜(SPSF)/聚砜(PSF)中空纤维膜,考察了SPSF对聚砜中空纤维膜结构及性能的影响。实验结果表明:添加SPSF后,因其在分子链中产生的极性磺酸基团,使聚砜膜的表面接触角从94.7°降低到75°,平均孔径增加15.8%,其纯水通量较之未加入SPSF大幅提高,纯水通量从未添加SPSF时的129.2 L/(m~2·h)增加到了312.4 L/(m~2·h)。当SPSF质量分数为1.5%,PEG/DMAc为35/45,空气间隙为5 cm时,膜的综合性能最好。此时,纯水通量为302.6 L/(m~2·h),对牛血清蛋白溶液(BSA)的截留率为93.1%,孔隙率为76.1%,平均孔径55.2 nm,拉伸强度为4.89 MPa。     

牵引速率对聚丙烯中空纤维膜结构与性能的影响

采用熔纺-拉伸法制备了一系列聚丙烯中空纤维膜。研究了牵引速率对中空纤维及微孔膜的结晶性、弹性回复率、表观形貌等性能的影响。结果表明:牵引速率对聚丙烯中空纤维的结晶行为有较大影响,牵引速率越大,越有利于shish-kebab晶体的形成与均匀分布,从而改善纤维的硬弹性;随着牵引速率的提高,中空纤维膜的表面结构发生相应变化,同时其孔隙率和水通量均增大,内外径及拉伸强度均减小;当牵引速率为350和420 m/min时,制得的中空纤维微孔膜结构与性能较好。     

凝固浴中氯化钠的添加对多级孔聚氨酯膜结构和性能的影响

以不同浓度的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和水为凝固浴,采用湿法成膜的方法制备了多级孔聚氨酯膜,并研究了凝固浴中氯化钠(NaCl)的加入及其不同用量对多级聚氨酯膜结构和性能的影响,分析该影响机制.采用扫描电镜、红外、孔隙率、TG等测试对聚氨酯多级孔结构的形态、分布、孔径大小、透湿量、强力等进行表征.结果表明,NaCl的...     

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.     

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。     

双凝固浴对膜蒸馏聚偏氟乙烯膜结构性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)、磷酸-N,N-二甲基乙酰胺为铸膜液体系,采用非溶剂相转化法,通过双凝固浴制备高性能的PVDF疏水微孔膜。采用正交实验的方法,考察凝固浴条件对PVDF膜结构和性能的影响。结果表明,双凝固浴法对膜的结构和性能有很大的影响,随着第1凝固浴中乙醇含量的增加,固液分相逐渐占据主导,促进了膜表面微纳米粗糙结构的形成,提高了膜表面的疏水性。以温度为60℃的质量分数40%乙醇作为第1凝固浴,浸泡时间20 s,温度60℃的水作为第2凝固浴所制备的PVDF膜,其直接接触膜蒸馏通量为28.3 kg/(m2·h),孔隙率为84.5%,平均孔径为1.05μm,接触角为116.8°。     

凝固浴对PAN原丝性能的影响

在生产聚丙烯腈(PAN)炭纤维过程中,纺丝期间凝固浴的各种条件对纤维的成型和性能起着关键作用。本文介绍PAN高聚物在湿法一步法纺丝过程中二甲基亚砜(DMSO)凝固浴各种成型工艺条件对PAN原丝的结构、机械和物理性能的影响。     

粘胶纤维纺丝凝固浴组成对结垢的影响分析

分析了粘胶纤维的生产过程中，纺丝凝固浴中结垢的组成以及形成原因，进一步分析了凝固浴主要组成（H2SO4、ZnSO4、Na2SO4）的浓度变化对结垢的影响。     

凝固浴浓度对Lyocell纤维性能及最大纺丝速度的影响

探讨了Lyocell纤维纺丝工艺中凝固浴浓度对最大纺丝速度及纤维相对强度、断裂伸长、初始模量的影响.结果表明:随着凝固浴浓度增大,最大纺丝速度减小;而在凝固浴浓度为10%时,纤维的相对强度和初始模量为最大,延伸度则为最小.     

凝固浴组成对SMA/CPVC共混超滤膜的结构与性能影响

通过非溶剂致相分离（NIPS）法制备了苯乙烯-马来酸酐共聚物（SMA）/氯化聚氯乙烯（CPVC）共混超滤膜,探讨了凝固浴中不同溶剂（DMAc）含量对其超滤膜表面酸酐基团偏析程度、微观结构、亲水性、水通量、截留率和抗污染的影响。结果表明：凝固浴中溶剂含量的增加抑制了酸酐基团向膜表面的偏析,导致亲水性减弱;同时,铸膜液中溶剂与水分子之间扩散速率的变小引起延迟分相,使得膜表面孔径变小和分布变窄。当溶剂质量分数为3%时,超滤膜对牛血清白蛋白（BSA）截留率提升至98.10%、通量恢复率为96.82%,且不可逆污染率降为3.77%,表明凝固浴中适量的溶剂可进一步提高超滤膜抗污染性能。     

凝固浴条件对Lyocell纤维结晶结构的影响

探讨了以N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为熔剂的Lyocell纤维纺丝工艺中凝固浴条件对纤维结晶结构的影响.实验数据表明:当纺速较低时,凝固浴的浓度和温度对纤维的结构及性能影响较大;而当纺速较高时,这种影响就变小.研究进一步表明:凝固浴温度低或浓度高既有利于提高纤维的结晶度,也有利于晶粒尺寸尤其是横向尺寸的增加,对纤维力学性能也有一定的影响.     

凝固浴组成对NMMO法纤维素膜形貌的影响

为实现对分离用纤维素膜形貌的控制,采用NMMO法,分别以水、甲醇、乙醇和由它们配制的双组分溶液为凝固浴,制备了纤维素膜,观察了干膜的表面和断面形貌,测定了湿膜的孔结构参数,在对比基础上分析了干膜中微孔的形成过程与机制,探讨了纤维素结晶尺度与湿膜平均孔径的相关性和影响因素.研究表明,不同凝固浴制备出的纤维素膜在干态形貌上差别明显.纤维素膜的湿态孔隙率基本不受凝固浴组成影响,而干态下的致密区域在水溶胀后呈现多孔结构,对湿膜平均孔径影响很大.通过改变凝固浴组成,可分别或协同地调控纤维素膜的干态或湿态结构.