聚合物共混对聚偏氟乙烯超滤膜结构与性能的影响

根据聚合物共混焓变、绝对黏度及凝胶点值,考察了4种聚合物(聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))与聚偏氟乙烯(PVDF)/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)铸膜液体系的共混相容性。利用凝胶相转化动力学及原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)、亲水接触角和泡点压力等检测手段,分析了水凝胶浴中4种添加剂对PVDF超滤膜成膜过程及膜结构与性能的影响。结果显示,4种添加剂与PVDF/DMAc的共混相容性顺序为PEG>PVP>PVA>PMMA。共混体系均以液液分相为主;其中PEG、PVP共混PVDF体系以瞬时分相为主,膜内部有大孔,表皮层及支撑层较为致密。PMMA和PVA共混PVDF体系有延时分相和液固分相行为,膜表面多孔、内部有大孔且亚层疏松。共混优化了PVDF超滤膜结构。PVA能有效提高膜亲水性能。     

辛醇对PVDF铸膜液体系和膜结构的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)/辛醇/N,N二甲基乙酰胺(DMAc)为铸膜液体系,采用浊点滴定、黏度测定和凝胶动力学实验考察了辛醇对铸膜液体系热力学性质、铸膜液黏度和成膜过程凝胶动力学的影响;采用相转化法制备了PVDF平板膜,研究了辛醇对PVDF膜结构和结晶度的影响规律。结果表明:辛醇含量增加,制膜体系发生相分离所需的水量减少,铸膜液黏度增大,凝胶速率减慢;辛醇的加入使成膜过程中固-液分相在与液-液分相的竞争中占据优势,膜的结晶度增大,膜断面的指状孔减少,蜂窝状结构增加,辛醇含量增大,膜断面由蜂窝状结构向球晶堆积结构过渡。     

浸没沉淀法制备杂萘联苯共聚醚砜膜的凝胶动力学研究

以杂萘联苯共聚醚砜(PPBES)为聚合物,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,对浸没沉淀法制备PPBES非对称膜的凝胶动力学进行研究.采用3D数字显微镜观察了PPBES/PVP/DMAc体系的凝胶过程,并计算成膜动力学因子(D_e)以表征凝胶速度,系统考察了聚合物、添加剂浓度及凝胶介质中溶剂含量对PPBES铸膜液凝胶化速度和结构的影响.采用数字黏度计探究铸膜液表观黏度与PPBES及PVP浓度的关系,以及黏流活化能对D_e的影响.结果表明,PPBES浓度增大,D_e由10 633μm²/s降至4 599μm²/s,凝胶速度降低,指状大孔逐渐消失;PVP含量增加,凝胶速度先增大后降低,凝胶结构从指状孔转变为海绵孔;凝胶介质中DMAc的含量增加,凝胶速度降低.混合溶液的表观黏度与PPBES和PVP浓度呈正相关关系;PPBES浓度升高,聚合物溶液的黏流活化能增大,D_e下降.     

前体水解聚合制备无机-有机杂化膜时TEOS对PVDF成膜过程的影响

通过测定铸膜液黏度、凝胶速率以及绘制浊点相图来研究正硅酸乙酯(TEOS)对聚偏氟乙烯(PVDF)成膜过程的影响.实验发现,随着铸膜液中TEOS添加量的增加,铸膜液的黏度持续降低;三元相图显示更少的凝胶剂就能达到铸膜液的分相点,两者的综合作用使得PVDF膜的凝胶速率加快.TEOS对成膜过程的影响使得膜结构有一定的改变:铸膜液不含添加剂时形成的是海绵状致密膜,随着TEOS含量的增加孔的数量增多,孔径变大;含有添加剂时形成的是指状孔结构,随着TEOS含量增加指状孔生长更充分.     

甲酰胺对PES及PPESK相转化非对称膜结构与性能的影响

采用凝胶相转化法,以聚醚砜(PES)、杂萘联苯聚芳醚砜酮(PPESK)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,通过改变铸膜液中非溶剂添加剂甲酰胺的含量,在平板刮膜机上制备了一系列超滤膜。考察了甲酰胺对铸膜液黏度、膜结构和性能的影响,对PES/DMAc和PPESK/NMP铸膜液体系中甲酰胺的作用规律进行了研究。     

乙醚对酚酞基聚芳醚砜超滤膜性能和结构的影响

以新型耐高温工程塑料——含酚酞侧基的聚芳醚砜(PES-C)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,加入一种易挥发添加剂:乙醚.通过改变铸膜液中添加剂乙醚的含量,采用相转化法在平板刮膜机上制备了一系列超滤膜,考察了添加剂乙醚含量对铸膜液黏度、凝胶速度、膜性能和结构的影响,研究了PES-C/DMAc体系中添加剂乙醚作用的规律.结果发现,乙醚的加入,会使溶剂对聚合物溶解能力降低.乙醚含量的增加,使铸膜液黏度增加,凝胶速度下降,水通量降低,截留率上升.所制备的超滤膜的结构为指状孔结构,但是随着乙醚用量的增加,皮层增厚,过渡层中指状孔减少.     

杂萘联苯聚醚砜酮类材料成膜动力学研究(Ⅰ)添加剂对PPESK凝胶动力学的影响

以杂萘联苯聚醚砜酮(PPESK)/NMP为铸膜液体系,进行成膜过程凝胶动力学研究.发现凝胶动力学曲线(X2~t)不是由单一直线组成的,而是由三段对应着不同膜结构的直线组成.考察了不同添加剂对PPESK-NMP体系凝胶速度的影响.结果表明,亲水性强的添加剂,可提高铸膜液体系的亲水性,从而加快溶剂、非溶剂的传质速率,凝胶速度加快,膜的水通量增加.使铸膜液黏度增加的添加剂,使非溶剂扩散系数降低,凝胶速度减慢,膜的水通量减少.丙二酸添加剂增大了铸膜液的亲水性,使铸膜液的凝胶速度增大.吐温添加剂既增加了铸膜液的亲水性又增加了铸膜液的黏度,凝胶速度也先变小后变大.PEG添加剂虽然增大了铸膜液体系的亲水性,但同时也提高了铸膜液的黏度,凝胶速度的变化不大.     

聚乙二醇对酚酞基聚芳醚酮多孔膜的影响

以新型耐高温工程塑料酚酞基聚芳醚酮(PEK-C)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,研究了添加剂聚乙二醇(PEG)对铸膜液体系热力学性质和凝胶速率的影响,并考察了其浓度及分子量对成膜结构与性能的影响,对PEG系列添加剂在PEK-C/DMAc铸膜液体系中的作用规律进行了探讨。     

SiO2对PVDF超滤膜性能的影响

把SiO2纳米颗粒加入到聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中能配成稳定、均匀、透明的溶液,同时会使铸膜液黏度增大.采用相转化法和溶剂浇铸法制成两类有机-无机杂化膜.实验结果表明,亲水型SiO2能增强膜的亲水性,减慢膜的凝胶速度,并使膜的纯水通量、截留率、孔隙率和结构发生显著的改变.     

有机溶剂对PVDF铸膜液热力学性质及其膜结构性能的影响

考察了10种小分子有机溶剂添加剂对PVDF／DMAc制膜体系热力学与膜结构的影响。结果发现，小分子有机溶剂添加剂使铸膜液体系的凝胶值降低，即热力学稳定性降低。当铸膜液中添加了EtOH、i-PrOH、PgOH、PtOH时，膜中指状大孔结构充分发展，并且膜的孔隙率高、气通量大。而DtOH、BtOH、OtOH、PrA、AC和MeAt添加剂则使得大孔的结构减少，并且孔隙率低、气通量小。最后从热力学性质与扩散两个角度进行了成膜机理的探讨，当使用EtOH、i-PrOH、PgOH、PtOH添加剂时，铸膜液中由于PVDF超分子聚集态结构的生成使得体系的耐非溶剂性能大大降低，也正是铸膜液中存在的PVDF超分子聚集态结构使得扩散速度加快，分相速度提高，于是大孔结构得到发展。     

聚偏氟乙烯杂化微孔膜的疏水性研究

采用改进的水蒸气(或称水雾蒸气)诱导成膜的方法制备强疏水性的聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜.在制膜液中添加了正硅酸乙酯(TEOS),水蒸气中添加了碱后,制备的PVDF/Si杂化微孔膜的疏水性更强,水接触角得到较大提高.实验初步考察了TEOS的浓度、环境相对湿度、蒸汽中凝胶时间和蒸汽中碱的浓度对膜表面接触角的影响.结果表明,在一定范围内,膜上表面的接触角随TEOS的浓度、相对湿度和蒸汽中凝胶时间的增加而增大.扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)照片显示,改进的蒸汽诱导法形成的杂化膜上表面无致密皮层,呈网状多孔结构并附着微米级的球形颗粒,且蒸汽中适宜的碱浓度有利于球状颗粒的形成和长大;断面呈对称的海绵状结构.     

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...     

膜法海水提溴用PVDF中空纤维膜的研制

采用相转化法制备海水提溴用疏水性聚偏氟乙烯中空纤维膜,考察聚合物浓度、无机复合添加剂浓度、膜干燥方式及后处理方法对膜结构和性能的影响.结果表明,无机复合添加剂能有效提高膜机械性能,同时不影响膜疏水性;溶剂置换法不能完全避免膜收缩,从而直接影响膜孔结构和透气性能.物理后处理方法可显著提高膜透气性能,氮气通量为8.62 m3/(m2.h),孔隙率为63.31%,膜断裂强度可达到1.64 cN/Tex,膜断裂伸长率为79.10%.     

聚偏氟乙烯微滤膜的表面改性

采用改良的热诱导聚合技术,在聚偏氟乙烯(PVDF)微滤分离膜表面接枝具有离子交换性能的羧酸基团.采用热重(TG)、差示扫描量热(DSC)、X衍射(XRD)、红外光谱(IR)、环境扫描电镜(ESEM)和X衍射光电子能谱(XPS)对改性PVDF微滤分离膜(PAA-PVDF分离膜)进行表征,研究了改性PVDF分离膜对Cu2 的去除效果.试验结果表明,热诱导聚合技术在PVDF分离膜表面成功接枝了羧酸基团,PAA-PVDF分离膜对Cu2 的去除效果优良.     

LiCl添加剂对超临界CO_2诱导相转化所形成的PVDF膜结构的影响

研究了无机盐添加剂LiCl对超临界CO2诱导相转化所制得的微孔PVDF膜的形貌和晶体结构的影响.对不含盐的体系,PVDF膜显示出液一液分相和结晶作用两种过程的形貌特性,即由互相连接的PVDF粒状微晶包围的蜂窝状孔结构.而对含盐体系,PVDF膜内部形成了大孔结构.随着LiCl加入量的增加,大孔尺寸先增大后减小.宽角X-射线衍射分析表明,由不含盐体系所制得的膜中PVDF晶体结构为α型(Ⅱ型),而由含盐体系所制得的膜中PVDF晶体结构则为β型(Ⅰ型).感应耦合等离子体质谱分析表明,约16%～22%的LiCl仍然残留在PVDF膜中.     

TiO_2对PVDF超滤膜结构与性能的影响

实验制备了两种TiO2分散液,并将其填充到聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中制得PVDF/TiO2杂化膜.考察了分散液填充比率对杂化膜的通量、截留率、接触角等性能的影响,用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等技术表征杂化膜的微观结构.结果表明,两种TiO2分散液均能不同程度地改善膜的性质,且当分散液的填充比率为10%时,杂化膜的各项性能稳定,表面接触角得到有效改良,对牛血清蛋白(BSA)截留率改变较小,杂化膜纯水通量显著提高,最高水通量可达257.87L/(m2.h).XRD和SEM分析的结果表明,TiO2分散液的加入使其羟基数有不同程度的增加,杂化膜表面更加平滑,亲水性改善.     

Isotherm and kinetic behavior of adsorption of anion polyacrylamide (APAM) from aqueous solution using two kinds of PVDF UF membranes

To determine the isotherm parameters and kinetic parameters of adsorption of anion polyacrylamide (APAM) from aqueous solution on PVDF ultrafiltration membrane (PM) and modified PVDF ultrafiltration membrane (MPM) is important in understanding the adsorption mechanism of ultrafiltration processes. Effect of variables including adsorption time, initial solution concentration, and temperature were investigated. The Redlich-Peterson equation of the five different isotherm models we chose was the most fitted model, and the R(2) was 0.9487, 0.9765 for PM and MPM, respectively; while, the pseudo-first-order model was the best choice among all the four kinetic models to describe the adsorption behavior of APAM onto membranes, suggesting that the adsorption mechanism was a chemical and physical combined adsorption on heterogeneous surface. The thermodynamic parameters were also calculated from the temperature dependence (Δ(r)G(m)(θ), Δ(r)H(m)(θ), Δ(r)S(m)(θ)), which showed that the process of adsorption is not spontaneous but endothermic process and high temperature favors the adsorption.     

聚偏氟乙烯／磺化聚砜共混相容性及超滤膜研究

聚偏氟乙烯与磺化聚砜属部分相容体系,采用溶胶－凝胶相转化法制备了以聚酰无纺布为支撑体的聚偏氟乙烯／磺化聚砜共混超滤膜,通过对膜水通量,截留率与孔隙率的测定及其扫描电镜微观分析得到,聚偏氟乙烯／磺化聚砜共混膜较聚偏氟乙烯膜具有更好的分离透过特性。     

PEBA/PVDF复合膜的溶胀及渗透汽化性能研究

为从醋酸正丁酯稀水溶液中回收微量酯,采用涂布法制备了聚醚共聚乙酰胺/聚偏氟乙烯(PEBA/PVDF)复合膜.考察了复合膜在醋酸正丁酯稀水溶液中的溶胀性能,探讨了浸泡时间、浸泡液温度及浸泡液浓度等因素对溶胀度的影响.通过拉力试验,测试了复合膜的力学性能.通过渗透汽化实验,从醋酸正丁酯稀水溶液中分离出醋酸正丁酯,研究了料液浓度、料液温度等因素对复合膜分离性能的影响.结果显示,复合膜在醋酸正丁酯稀水溶液中具有良好的溶胀性能及渗透汽化性能;40℃下分离质量分数为0.6%的醋酸正丁酯水溶液,渗透通量达到280.43 g/(m2.h),分离因子为308.65.     

PVDF/SMA共混膜的制备与性能

通过马来酸酐和苯乙烯合成了苯乙烯/马来酸交替共聚物(SMA),并按不同质量比与聚偏氟乙烯(PVDF)共混,通过溶液相转化成膜法制备了PVDF/SMA共混膜。采用红外光谱、扫描电镜、膜通量测试等对不同铸膜液所形成膜的结构和性能进行了研究。结果表明,随着铸膜液中交替共聚物含量增大,所成膜及膜表面交替共聚物含量增大,膜孔尺寸增大,膜孔隙率升高,纯水通量增大,蛋白质截流能力下降,膜表面亲水性和耐蛋白污染能力增强。