PVDF/PES/CA平板式共混超滤膜的研究

研究了致孔剂种类和用量对聚偏氟乙烯(PVDF)/聚醚砜(PES)/二醋酸纤维素(CA)共混平板膜结构和性能的影响,表征了共混超滤膜的水通量、截留率、孔隙率、收缩率和膜的断面形态等。结果表明,添加PES可以提高PVDF膜的尺寸稳定性,而添加1%CA可以提高PVDF/PES共混膜的亲水性,水通量显著增加。当PVDF/PES配比为9.5/0.5,致孔剂采用PEG20000、用量为60%时,其综合性能最优。     

PES／纳米SiO2杂化膜的成膜机理及性能研究

利用湿法相转化方法，通过在聚醚砜（PES）铸膜液中添加适量的纳米粒径的SiO2，制得了具有不同含量纳米SiO2的PES／SiO2杂化膜。对分相过程中的成膜动力学、膜的微观结构以及性能进行了分析测试，结果表明与纯PES相比，铸膜液中添加了4wt％纳米SiO2后，PES体系的成膜速度有所提高。膜断面的SEM照片表明，PES／SiO2杂化膜有更大的指状孔。膜性能测试结果表明，体系中SiO2含量对PES杂化膜的纯水通量和截留率有影响，在添加的纳米SiO2的含量较少时，所得PES杂化膜的截留率明显升高，水通量则相反而有所降低；随着体系中SiO2含量的进一步增加，PES／SiO2杂化膜的水通量明显增大，同时增强的截留率也得到了保持。     

用正交设计研究PVDF印VC／PMMA共混中空纤维膜

制备了PVDF（聚偏氟乙烯）／PVC（聚氯乙烯）／PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）三元共混中空纤维膜，讨论了影响膜性能的主要因素．正交实验结果表明：在PVDF／PVC／PMMA体系中，聚合物总浓度是影响膜的水通量的主要因素；PVDF浓度对膜强度影响最大；PMMA对膜的亲水性有较大的贡献．得到优化的制膜条件为：铸膜液中PVDF：PVC：PMMA=7：1．2：1．8（质量比），聚合物溶质的总质量分数为17％；添加剂吐温-80的质量分数为6％．     

无机纳米颗粒对聚氯乙烯(PVC)/聚醚砜(PES)共混膜的性能影响

首先探讨了ZnO、Al2O3、TiO2、SiO2四种无机纳米颗粒的加入对PVC/PES共混溶液剪切黏度的影响,在此基础上研究了纳米颗粒的加入对PVC/PES共混膜断面和表面微观结构、水通量、截留率、亲水性、孔隙率、机械性能等的影响.结果表明,四种无机纳米颗粒均使共混膜的表面孔径和孔隙率减小,亲水性和截留率增大.添加无机纳米颗粒的膜,其孔隙率越大,水通量也越大.未添加无机纳米颗粒的PVC/PES共混膜,孔隙率最大,但水通量小于添加SiO2和ZnO后的膜.这一点说明膜的水通量不仅与孔隙率有关,与膜的亲水性也有密切的关系.另外,加入无机纳米颗粒还可以略微改善膜的抗拉伸性能.     

PVDF/PMMA/CA共混膜的制备及性能研究

主要讨论了PVDF(聚偏氟乙烯)／PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)／CA(醋酸纤维素)三元共混膜的制备及性能,并研究了影响膜性能的主要因素．正交实验结果表明：在PVDF／PMMA／CA体系中,PVDF同亲水性物质PMMA和CA的共混比是影响共混膜的水通量的首要因素;而PMMA与CA的共混比则对共混膜强度影响最大,当PMMA与CA的质量共混比为1：1时,膜强度最大;PMMA对膜的亲水性有较大的贡献,共混膜中只要有PMMA加入,其润湿角就变得同纯PMMA膜的润湿角相接近,通过采用红外衰减全反射法和干膜撕裂法,分别从微观和宏观上证明了PVDF／PMMA/CA气制膜体系在自来水中将会发生分层凝胶现象;综合考虑膜的各种性能,针对PVDF／PMMA／CA体系,较佳的制膜条件定为A883C2D12,也就是PVDF/CA/PMMA的质量共混比为12：2：1,以质量溶剂比为8：2的二甲基甲酰胺(DMF)／冰乙酸混合溶剂溶解,制得的膜的性能较好．     

聚乙烯吡咯烷酮含量对聚偏氟乙烯/聚醚砜共混膜性能和结构的影响

采用二甲基乙酰胺为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP K90)为致孔性添加荆,研究了PVP的浓度对聚偏氟乙烯/聚醚砜(PVDF/PES)共混膜的收缩率、纯水通量、牛血清蛋白(BSA)截留率和膜结构的影响.在PVP含量为5%时,共混膜的收缩率最低,水通量取得极大值,截留率有一极小值.     

纳米纤维素晶接枝丙烯酸钠共混改性聚醚砜超滤膜的研究

通过ATRP法在纳米纤维素晶(CNCs)上接枝丙烯酸钠(AANa)制备具有pH响应性的晶体粒子,利用红外光谱(FT-IR),X射线光电子能谱(XPS)对接枝前后的CNCs进行分析表征。接枝后的CNCs与聚醚砜(PES)进行共混,通过相转化法制得共混膜,利用扫描电镜(SEM),水通量测试对共混膜进行分析。结果表明,当CNCs-g-AANa添加量为1%时,CNCs-g-AANa/PES共混膜水通量有明显提高;且共混膜具有pH响应性,当pH值7.2时,共混膜水通量为137.47L/(m2·h),相比纯PES膜提高了41%;当pH值下降为3.3时,共混膜的水通量达到218.54L/(m2·h),相比纯PES膜提高124%。     

两亲性嵌段共聚物共混改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备及性能研究

通过原子转移自由基聚合技术（Atom Transfer Radical Polymerization，ATRP）合成聚乙二醇单甲醚／聚甲基丙烯酸甲酯（MPEG-b-PMMA）两亲性嵌段共聚物，运用傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（^1H-NMR）及凝胶渗透色谱（GPC）对所合成的两亲性嵌段共聚物进行表征。然后，将所合成的MPEG-b-PMMA两亲性嵌段共聚物与聚偏氟乙烯（PVDF）进行溶液共混，通过浸没沉淀相转化法制备MPEG-b-PMMA／PVDF共混超滤膜。膜性能测试结果表明：与PVDF膜相比，MPEG-b-PMMA／PVDF共混膜的亲水性、抗污染性、纯水通量及BSA截留率等性能均得到明显提高．     

聚偏氟乙烯（PVDF）／聚苯乙烯磺酸（PSSA）／TiO2复合膜的制备

制备了聚偏氟乙烯（PVDF）／聚苯乙烯磺酸（PSSA）共混膜，并通过溶胶-凝胶法向共混膜中掺杂无机TiO2粒子制得有机-无机复合膜。利用傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、差热分析（DTA）、热重分析（TG）对复合膜的结构、表面形貌、热稳定性分别进行了研究。结果表明，PVDF与PSSA通过溶液共混可以得到混合均匀的共混膜；TiO2粒子通过溶胶-凝胶法能够与共混膜结合并均匀地分散到共混膜中；热分析结果表明，TiO2粒子与共混膜之间已形成了氢键。     

N,N-二甲基乙酰胺/氯化锂体系下醋酸纤维素/聚醚砜共混膜的制备与表征

为提高纯聚醚砜(PES)膜的亲水性和抗污染能力,以N,N-二甲基乙酰胺/氯化锂(DMAc/LiCl)体系为溶剂,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP K30)为添加剂,采用相转化法制备醋酸纤维素(CA)/聚醚砜(PES)共混膜.探讨和分析了成膜过程中的各种因素对膜纯水通量和BSA(牛血清蛋白)截留性能的影响.确定CA/PES共混膜的最佳铸膜条件为:聚醚砜质量分数18%,PVP K30的质量分数4%,醋酸纤维素质量分数3%,预蒸发时间为20s.对共混膜进行了SEM形貌结构、热稳定性、接触角测试、BSA抗污染性能和共混相容性分析表征.结果表明,DMAc/LiCl体系下制备的CA/PES共混膜亲水性和BSA抗污染性能高于纯PES膜,CA/PES共混体系为部分相容体系,CA/PES共混膜的高温热稳定性稍有下降.     

PVDF/PAN共混膜及其水解后pH值响应行为研究

对聚偏氟乙烯(PVDF)/聚丙烯腈(PAN)共混体系的相容性进行了分析,通过溶液相转化法制备了PVDF/PAN共混膜,研究了共混比对膜性能的影响,通过红外和DMA探讨了PVDF与PAN之间的相互作用。结果表明,PVDF/PAN为部分相容体系,二者在成膜过程中存在相互作用,显著提高了共混膜的水通量;在碱性条件下,对所得共混膜进行水解,制得水通量随测试体系pH值变化的共混膜,探讨了其水通量的pH值响应程度与PVDF/PAN共混体系组成变化之间的关系。     

热致相分离法制备纳米碳酸钙/聚偏氟乙烯共混膜

以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为主要稀释剂,添加无机粒子CaCO3,采用热致相分离法(TIPS法)制备了聚偏氟乙烯/碳酸钙(PVDF/CaCO3)共混膜。考察了不同冷却条件对共混膜的影响以及CaCO3含量对聚偏氟乙烯结晶温度、结晶度的影响;研究了酸处理对共混膜微观结构、力学性能的影响。实验表明,通过改变冷却条件可以控制球晶的大小以及膜表面皮层的厚度;随着CaCO3含量的增加,PVDF共混膜的水通量先增加后减少,拉伸强度不断增加。经酸处理之后,共混膜水通量显著提高,拉伸强度有所下降。     

PVDF/PDA共混膜的制备及其性能研究

采用多巴胺自聚合原理生成聚多巴胺,通过聚多巴胺对PVDF膜进行共混改性,制得聚偏氟乙烯/多巴胺(PVDF/PDA)共混膜.采用SEM、纯水和酵母悬浊液超滤杯恒压过滤测试以及抗污染能力测试等对共混膜的结构和性质进行考察,同时探讨了不同共混浓度及不同PDA添加量对膜抗污染能力的影响.PDA添加量为0.3%(质量分数)时,纯水通量从PVDF对照膜的56.19L/(m2·h)提高至69.63L/(m2·h).通过重复过滤实验考察共混膜的抗污染能力,结果表明,加入PDA后共混膜的抗污能力有很大提高,PVDF对照膜的一次和二次通量恢复率仅为68.5%和56.4%,而PDA改性后的共混膜通量恢复率均在90%以上.     

弱可见光催化活性La-TiO2-还原氧化石墨烯填充聚偏氟乙烯共混膜的构建

为提高聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的通量及抗污染性能,首先利用吸附相反应技术耦合乙醇热处理制备La掺杂TiO₂-还原氧化石墨烯(La-TiO₂-RGO),再将其与PVDF共混制备La-TiO₂-RGO/PVDF抗污染超滤膜。结果表明,均匀分散于PVDF高分子中表面亲水的La-TiO₂-RGO增多,La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜的水通量和抗污染性能也显著提升。当La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜中出现团聚体,则会削弱其膜通量和抗污染性。在La-TiO₂-RGO填充量(与PVDF质量比)为2.0%时,La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜具有最优纯水通量。La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜最高纯水通量可达171.5 L·m?2·h?1,是PVDF膜的5倍以上,其通量衰减速率也明显低于PVDF膜。另外,由于La-TiO₂-RGO具有可见光催化活性,被污染后的La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜经过光照处理后用水清洗,其膜通量恢复率较直接用水清洗后的通量恢复率大幅提高;热处理温度升高,La-TiO₂-RGO弱可见光活性增强,光照后La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜通量恢复率变大。但过高热处理温度抑制了La-TiO₂-RGO中Ti3+形成,且削弱其光活性,La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜通量恢复率反而下降;对于La-TiO₂-RGO填充量为2.0%的La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜,被污染后分别采用直接水清洗、仅光照处理2 h、先光照处理2 h后水清洗的膜通量恢复率分别为79.28%、52.42%、90.01%。      

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。     

凝胶条件对PVDF／PVC中空纤维膜性能及结构的影响

采用干-湿相转化法制备PVDF/PVC共混中空纤维膜,通过对水通量、孔隙率、平均孔径的测试及扫描电镜的微观分析,讨论了凝胶浴组成、温度和芯液浓度对PVDF/PVC中空纤维膜性能及结构的影响,并进行了详细的理论分析.试验结果表明,提高凝胶浴温度和浓度有利于增加膜的水通量,但对孔隙率有一定的影响,在芯液中加入一些溶剂是提高通量的一种手段.但加入量要合理.     

PU/PVDF共混中空纤维膜结构与性能

采用熔体纺丝后拉伸的方法制备了聚氨酯(PU)/聚偏氟乙烯(PVDF)共混中空纤维膜,研究了拉伸对共混膜形态结构的影响,通过测定水通量随透膜压力的变化讨论了PU/PVDF共混中空纤维膜的压力响应性能,并对不同拉伸倍数所得膜压力响应性能差异进行了研究.结果表明,拉伸过程增大了聚合物间界面微孔的通透性,有效地提高了膜的水通量;且随拉伸倍数的提高,PU/PVDF共混中空纤维膜界面微孔的回复性有所提高.     

PVDF/PVA共混膜的研究

采用湿法相转化法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/聚乙烯醇(PVA)共混膜,研究了PVDF/PVA共混体系的相容性,并讨论了PVDF/PVA共混比、固含量、添加剂浓度、凝固条件与后处理对膜结构及性能的影响.结果表明,PVDF/PVA为不相容体系,在成膜过程中产生界面微孔;随PVA含量增加,PVDF/PVA共混膜水通量先增大后减小,在PVDF/PVA为8/2时呈较大值,截留率变化趋势则相反;PVA的存在明显改善了PVDF/PVA共混膜的亲水性,表现为随其含量增加共混膜接触角明显减小;随固含量增加,膜厚度增加,孔隙率降低,水通量减小,截留率升高;添加剂PEG600浓度为6%时,孔隙率高,水通量大,但截留率低;凝固浴种类直接影响膜结构及性能;热处理可完善膜结构从而获得性能更优的膜.选择适当的铸膜条件可制成较好的膜产品,而且共混膜通量明显大于各组分通量的加权,表明共混是一种改善PVDF膜性能的有效方法.     

纳米纤维素晶/醋酸纤维素共混超滤膜材料的研究

采用浸没沉淀相转化法制备了纳米纤维素晶(CNC)/醋酸纤维素(CA)完全环境友好的共混膜材料,考察了在铸膜液中添加不同质量分数的CNC对共混膜各方面性能的影响。通过超滤装置测定了共混膜的水通量、截留率、含水率和孔隙率;通过万能试验机、环境扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)对超滤膜进行了力学性能、形貌结构和热稳定分析。结果表明,随着CNC含量增加,共混膜的孔隙率呈增长趋势,由40.8%提高到66.4%,大孔由原来的规则圆形漏斗状变为狭长椭圆状且互相连通,水通量和拉伸强度呈先上升后减小的趋势。当CNC添加量为0.5%时,共混膜综合性能最优,相比纯CA膜,水通量提高64.7%,拉伸强度提高70%,热稳定性也得到增强。     

改性PVA-CA共混超滤膜的制备与性能

用聚乙烯醇(PVA)、乙酸纤维素(CA)、冰醋酸、金属氯化物、水为制膜原料，用相转化法制备了掺杂金属氯化物的PVA—CA共混超滤膜．金属氯化物包括碱金属氯化物NaCl、KCl和碱土金属氯化物：BaCl2．在一定浓度范围内，研究了金属氯化物含量对共混超滤膜性能的影响．结果表明，当膜液中碱金属氯化物NaCl、KCl的质量分数不超过1％时，改性共混膜在截留性能基本不变的情况下，可提高纯水通量；当其质量分数大于1．5％时，膜的纯水通量显著增加，而截留率随之而降低．其适宜的添加量约为1％，而对碱土金属氯化物BaCl2，其较佳的添加量约为1．5％；在相同操作条件下，对同样质量浓度的添加量，添加KCl的共混膜水通量最大．PVA—CA共混膜经NaCl和KCl改性后，其亲水性有所增加，经BaCl2改性后亲水性略有降低．