模板辅助浸没凝胶法PVDF疏水微孔膜的制备与性能

以不锈钢丝网嵌入聚二甲基硅氧烷(PDMS)制得微结构模板代替平滑制膜底板,分别以N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、NMP与水的混合物为溶剂,水为凝胶剂,采用模板辅助浸没凝胶法制备高度疏水聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜,并对膜结构、膜底面的疏水程度及膜的透过性能进行表征,分析模板微结构、PVDF固含量和铸膜液中水含量对膜结构及其性能的影响.结果表明:膜底面结构是模板微结构与相分离过程协同作用的结果;模板的辅助作用能显著提高膜底面的疏水程度,并对膜的透过性能有影响;铸膜液中聚合物固含量、水的添加量是影响膜透过性能的关键因素,对膜底面的疏水性稍有影响.研究表明,模板辅助浸入凝胶法是一种简单、理想的高度疏水PVDF微孔膜制备方法.     

纳米无机添加剂对聚偏氟乙烯膜的疏水性影响

使用非溶剂致相分离法制备聚偏氟乙烯(PVDF)膜,考察了不同铸膜液浓度下PVDF膜的疏水性,研究添加疏水性纳米粒子对PVDF膜疏水性的影响.结果表明:PVDF膜的疏水性随着铸膜液中PVDF含量的升高而降低,疏水性随着纳米颗粒添加量的增大而升高;当铸膜液中PVDF质量分数为10%,纳米SiO2质量分数为2.5%时,PVDF膜的接触角可达136°;当铸膜液中PVDF质量分数为10%,纳米TiO2质量分数为15%时,PVDF膜的接触角可达141°.     

凝固浴组成对PVDF高度疏水微孔膜结构和性能的影响

采用浸没凝固法制备聚偏氟乙烯(PVDF)高度疏水微孔膜,以光滑板为制膜基底,以N-甲基吡咯烷酮(NMP)和不同浓度的NMP水溶液分别作为溶剂和凝固浴,研究了凝固浴组成对制膜过程的相分离行为及其膜结构和性能的影响.研究发现:凝固浴中NMP含量增加,使单纯的液-液(L-L)相分离变为固-液(S-L)相分离较液-液相分离占优的混合相分离,相应地膜底面由单纯的海绵结构转变为海绵孔与粒子结构交织的混合形态.这源于凝固浴中NMP增加,凝固浴和溶剂间的化学势渐降低,瞬时分相变为延时分相.结果表明:膜底面疏水性显著提高,水滴接触角最高可达131°,同时透过性能提高,拉伸强度略有降低.     

聚偏氟乙烯含量对共混微孔膜结构与性能的影响

为了探究固含量对共混微孔膜的结构与性能的影响,以液体石蜡和邻苯二甲酸二丁酯为复合稀释剂,通过热致相分离法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/超高分子质量聚乙烯(UHMWPE)共混平板微孔膜;利用差示扫描量热仪测试铸膜液的结晶性能,采用场发射电子显微镜观察膜表面形貌,并通过孔隙率、接触角和拉伸强度表征微孔膜的性能。结果表明:UHMWPE以原纤网络结构连接PVDF球晶;随着PVDF含量的增加,共混膜的结晶度由3.2%增加到8.0%,接触角由85°增加到107°,孔隙率由27%降低到21%,拉伸强度提高了近59%。     

制膜条件对PVDF疏水微孔膜的结构和性能的影响

探讨了浸没沉淀相转化法制备真空膜蒸馏(VMD)用聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)疏水微孔膜的制膜条件对膜结构和性能的影响.结果表明:不同溶解温度下制备的铸膜液所成的膜,孔径大小随铸膜液溶解温度的升高而增大,膜的水通量也随之增大;随着预蒸发时间的延长,膜表面孔径变小,膜的水通量也随之减小;凝固浴温度对膜的结构和性能也有很大影响,温度升高膜孔变大,水通量也变大;混合溶剂对膜的水通量的影响主要是由铸膜液的粘度决定.     

亲/疏水Janus PVDF复合膜制备及其膜蒸馏性能

为改善聚偏氟乙烯(PVDF)膜的膜蒸馏渗透通量,以PVDF为成膜聚合物,在亲水无纺布表面涂覆PVDF铸膜液,通过溶液相转化(NIPS)法制得亲/疏水Janus PVDF复合膜;考察PVDF铸膜液中添加剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)含量对复合膜结构与性能的影响;将所得亲/疏水复合膜用于直接接触式膜蒸馏(DCMD)过程,分析...     

聚氨酯/聚偏氟乙烯共混膜界面微孔研究

采用Loeb-Sourirajan相转化法成膜技术制备了聚氨酯/聚偏氟乙烯（PU/PVDF）共混膜,运用Scott方程对不同质量比的PU/PVDF共混物相容性进行预测,并利用膜性能测试仪、扫描电子显微镜研究了共混物组成对共混膜界面微孔形成的影响以及共混膜界面微孔水通量随工作压力的变化情况.     

多孔微球/纤维复合聚苯乙烯膜表面浸润性研究

采用静电喷涂法,通过调节PS/THF溶液的浓度制备了不同表面结构的PS膜,并通过场发射扫描电镜和静态接触角测定仪对膜表面结构及表面浸润性进行了研究。结果表明,PS/THF溶液的浓度是影响PS膜表面形貌的重要因素,而固体表面的化学组成和微观几何结构对固体表面浸润性起着重要的作用。在PS/THF溶液的质量分数为1%和10%条件下制得的PS膜表面,分别具有平滑和无孔微球与纤维复合的结构,表面接触角分别为96.2°和98.7°,具有疏水特性;而质量分数为5%时所制备的膜表面,具有多孔状的微米颗粒与纳米纤维相复合的粗糙结构,表面接触角高达153°,具有超疏水特性。此外溶剂的挥发性和极性也对表面形貌的变化也起着重要的作用。     

相转化结合溶胶凝胶法制备PVDF/SiO2杂化微孔膜

采用溶胶凝胶结合相转化法制备PVDF/SiO2杂化微孔膜,通过TEOS溶胶凝胶原位生成SiO2实现其纳米分散,同时与直接添加纳米SiO2方式进行对比.在铸膜液体系热力学相图绘制基础上,选取最佳热力学制膜条件,结合膜结构和形貌分析、热分析和拉伸性能分析.结果表明,TEOS的成核作用更好,其凝胶过程会促进微孔的形成,得到双连续的蜂窝状微孔结构.当PVDF质量分数为15％,TEOS质量分数为1.0％ 时能得到最优的复合膜,其耐热性及力学性能得到提高,拉伸强度可达到12.3 MPa,断裂伸长率为245％.     

PVDF膜在碱液下的性能衰减

为了研究聚偏氟乙烯(PVDF)膜在碱液下的性能变化,采用单侧浸润方法对PVDF膜的接触角、临界水入口压力、气体渗透通量、孔径和孔隙率进行了分析.结果表明,当在浓度为1.5 mol/L的碱液中浸润300 h后,PVDF膜表面疏水性下降,膜孔被润湿,传质阻力增大.PVDF膜的疏水性随着碱液浓度的增加而降低.当PVDF膜的浸润时间为150~250 h时,PVDF膜的气体渗透通量和孔径的变化幅度最大.浸润300 h后,PVDF膜的孔隙率增加,传质系数降低,传质阻力增加.随着碱液浓度的增加,PVDF膜的结构性能变化得更为明显.     

水蒸汽诱导法成膜过程研究

在用水蒸汽诱导法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜时,利用光学显微镜对初生态膜在水蒸汽中凝胶过程进行动态观察,结合膜在不同湿度下质量变化和表面液滴层的红外光谱图,研究了蒸汽诱导法成膜的具体过程.结果表明,蒸汽诱导法制备PVDF膜的成膜过程存在着溶剂和非溶剂的迁移,刚开始是非溶剂水的迁入占主导地位,膜质量增加;此后,溶剂与非溶剂的挥发逐渐占主导地位,膜质量在达到最大值后逐渐减少,最终稳定.湿度较高时,溶剂与非溶剂扩散速度较快,膜的凝胶速度较快;湿度较低时,膜凝胶速度则较慢.膜表面和断面电镜照片表明,随着膜在蒸汽中停留时间的延长,蒸汽诱导法最终形成的膜为粗糙多孔表面及对称的断面结构.     

Comparison of PVDF porous membranes modified by two different methods using composite nano-particles

To improve the hydrophilicity and anti-fouling performance in water treatment,both entrapped method and deposited method were used to modify polyvinylidene fluoride(PVDF)porous membrane with composite Al2O3/TiO2 nano-particles.Neat PVDF membrane was prepared and its property was also compared with that of the modified membranes.Membrane permeation flux and anti-fouling performance were measured using a membrane cell.The contact angle between water and membrane surface was detected in order to denote the membrane hydrophilicity.Membrane morphology and surface structure were examined by atomic-force microscopy(AFM)and scanning electron microscopy(SEM).Experimental results showed that modified membranes had higher permeation fluxes than that of the neat PVDF membrane.The addition of nano-particles altered membrane surface morphology and increased surface roughness.Due to the hydrophilicity of nano-particles,however,the membrane anti-fouling performance was improved instead of worsened.The entrapped membrane exhibited better anti-fouling performance than the deposited membrane and the neat membrane.     

聚偏氟乙烯中空纤维膜纺丝添加剂的研究

采用干-湿法纺丝工艺制备了聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜,研究了高分子成孔剂、非溶剂、表面活性剂对成膜过程的影响.结果表明,以适当比例加入高分子成孔剂、非溶剂、表面活性剂,充分利用高分子成孔剂的分散与增稠作用、表面活性剂的界面润湿作用及非溶剂的降粘与微分相作用,使3类添加剂的致孔机理协同作用,从而可以纺制出孔径适当、高透水通量的PVDF中空纤维分离膜.无机盐的加入可显著提高PVDF中空纤维膜的水通量.     

复杂模具自由曲面抛光工艺规划的研究

抛光是模具自由曲面自动化加工中的重要工序．本文对复杂模具自由曲面抛光的工艺规划技术进行了研究,首先详细给出了抛光工艺规划步骤,即自由曲面分区、磨具的选择、路径规划、加工参数优化和抛光次数的确定;提出了三种确定抛光次数的方法,即表面粗糙度法、材料去除深度法和效率法,并具体给出了每一种临界抛光次数的计算方法．     

PVDF/TiO_2复合平板超滤膜的制备与性能研究

采用自制纳米TiO2溶胶、商品化纳米TiO2粒子溶胶表面涂覆PVDF膜制得PVDF/TiO2复合膜.通过纯水通量、截留率、接触角以及抗污染性能等实验,考察了不同粒径、浓度的纳米TiO2溶胶对PVDF膜性能的影响,并利用FT-IR和SEM表征了该复合膜的微观构造.结果表明:复合膜的分离性能得到提高,且自制纳米TiO2溶胶改性的PVDF膜综合性能较优异,其接触角由改性前的85.0°降至46.0°,并且去离子水清洗50min后,通量恢复率稳定在95%以上;FT-IR分析显示,复合膜表面羟基数有所增加;SEM观察表明,在PVDF膜表面镶嵌和吸附有一定量纳米TiO2粒子使复合膜呈现出良好的抗污染性能.     

对含铁料液的减压膜蒸馏处理

采用自制PVDF疏水性中空纤维膜组件对模拟含铁废水进行减压膜蒸馏处理,设计三因素三水平正交实验,研究料液中铁离子浓度、pH值以及含盐率对膜蒸馏过程的影响.通过监测膜蒸馏实验前后膜丝内表面形貌、元素组成及接触角变化,对膜蒸馏过程中的膜污染及膜亲水化现象进行初步探讨.实验结果表明:铁浓度、pH值及含盐率对膜通量的衰减均有显著影响,pH值影响最大,铁浓度次之,含盐率最小;膜蒸馏实验后膜丝表面有污染物聚集,XPS结果显示出现了新元素Na和Fe,其质量分数分别占到了3.6%和7.0%,而且膜丝内壁的接触角从实验前82°降到72°,说明疏水性能有下降趋势.