復(fù)合熱致相分離法制備PVDF共混膜的研究.pdf

1、聚偏氟乙烯(PVDF)作為分離膜的常用材料，廣泛應(yīng)用于給水工程、工業(yè)廢水、醫(yī)藥行業(yè)、食品行業(yè)、能源行業(yè)等領(lǐng)域。但PVDF膜的強(qiáng)疏水性，導(dǎo)致其易于被污染，增加膜的運(yùn)行成本，限制了其使用。制備PVDF膜多采用相轉(zhuǎn)化法，其主要包括：非溶劑致相分離法(NIPS)、熱致相分離法(TIPS)、復(fù)合熱致相分離法(NTIPS)等。本文在系統(tǒng)研究PVDF膜的制備方法的基礎(chǔ)上，采用了共混改性的方法對PVDF膜改性，利用NTIPS法制備了性能優(yōu)良、親水性強(qiáng)、

2、非對稱結(jié)構(gòu)的PVDF共混膜。
　　首先，利用流變儀考察了PVDF與己內(nèi)酰胺(CPL)二元體系的流變性能，研究了PVDF百分含量、剪切速率、制膜溫度等對PVDF/CPL鑄膜液體系的影響。結(jié)果表明，PVDF/CPL鑄膜液體系為非牛頓性流體。隨著PVDF質(zhì)量百分含量的增加，粘流活化能增加，非牛頓性指數(shù)減小。PVDF質(zhì)量百分含量高的鑄膜液體系，剪切頻率對體系的影響較小，溫度對其的靈敏度高，制膜過程對溫度的控制需要更加精確。PVDF質(zhì)量百分

3、含量低的鑄膜液體系，受剪切頻率的影響較大，溫度對其的靈敏度低。此研究為制備 PVDF膜的工藝選定，提供了參考。
　　其次，本文以 CPL為稀釋劑，PVDF與親水性聚合物共混，采用 NTIPS法制備 PVDF共混膜。采用DSC法考察了親水的聚合物與PVDF之間的相容性。利用掃描電鏡分析PVDF共混膜的不同結(jié)構(gòu)。通過對膜接觸角的考察，進(jìn)而分析膜的親水性。分別考察了膜材料濃度、共混比例、凝固浴溫度不同對膜的結(jié)構(gòu)與性能的影響。研究表明，聚

4、氧化乙烯(PEO)與聚乙烯醇(PVA)對PVDF膜的親水改性效果較好，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)親水改性效果不明顯。當(dāng)高分子膜材料的濃度增加時，PVDF共混膜的膜孔徑、孔隙率變小，膜的水通量降低，而膜的截留率升高。PVDF與親水聚合物的不同比例也調(diào)控著膜的結(jié)構(gòu)與性能。當(dāng)PMMA含量增加，影響PVDF結(jié)晶，形成不同的支撐層結(jié)構(gòu)。當(dāng)PVDF與PEO共混比增加到8:2，由于PEO分子量大，與PVDF存在微觀相分離，形成不同結(jié)構(gòu)的皮層。當(dāng)PV

5、A含量的增加，傳質(zhì)加快，形成海綿狀結(jié)構(gòu)，同時，膜的親水性能加強(qiáng)。凝固浴溫度對NTIPS法制得膜的結(jié)構(gòu)影響較大。隨著凝固浴溫度的升高，NTIPS法制備的PVDF共混膜，NIPS成膜過程占主導(dǎo)，導(dǎo)致大孔結(jié)構(gòu)增加。
　　最后，分別理論計算了PVDF/PMMA、PVDF/PEO、PVDF/PVA共混膜阻力分布?？疾旃不炷さ哪臀廴拘阅?，并進(jìn)一步考察清洗、恢復(fù)效果。結(jié)果顯示，PVDF/PEO與PVDF/PVA共混改性膜的耐污染性能提高，清洗效