热致相分离法EVOH EVOH平板膜制备及性能研究
本文选题:乙烯-乙烯醇共聚物 切入点:热致相分离法 出处:《天津工业大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:膜分离技术以其操作简单、节能、高效、无二次污染、可常温下连续操作等优点广泛应用于化工、医药、水处理等领域。目前已经工业化的高分子膜材料如聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯等,具有优良的化学稳定性和热稳定性,但其亲水性较差,在实际应用中易吸附蛋白质等小分子污染物,降低膜分离效率,缩短膜使用寿命。乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)是一种半结晶的无规共聚物,其中聚乙烯醇链段赋予EVOH优异的亲水性能,使其抗污染性明显优于聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯等。本文以EVOH为成膜聚合物,设计聚合物成膜体系,采用热致相分离法(TIPS)研究具有多孔结构的EVOH平板膜。首先,以EVOH为成膜聚合物,以丙三醇和聚乙二醇(PEG600)组成混合稀释剂,采用TIPS法制备了EVOH平板膜。研究了稀释剂组成对EVOH平板膜结构与性能的影响。结果表吸,当混合稀释剂中PEG600与丙三醇的质量分数比为7:3、5:5时,所得膜横截面为海绵状孔结构,当PEG600与丙三醇的质量分数比为3:7时,膜的横截面出现规则的球晶结构。随稀释剂中丙三醇含量增加,膜的纯水通量降低,对牛血清蛋白(BSA)的截留率增加。其次,以EVOH为成膜聚合物,以丙三醇和PEG600组成混合稀释剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为成孔剂,采用TIPS法制备了EVOH平板膜。研究了聚合物浓度和成孔剂对EVOH平板膜结构与性能的影响。结果表明,所得EVOH平板膜为具有海绵状孔的均质膜结构,随聚合物浓度的增加,膜表面及断面孔径减小,孔隙率以及纯水通量降低,BSA截留率升高,截留率可达89%以上。当加入PVP为0.5wt%时,与未添加时相比,纯水通量略有改善,BSA溶液截留率、平均孔径与孔隙率变化不大。最后,以EVOH为成膜聚合物,以丙三醇和PEG600组成混合稀释剂,以纳米二氧化硅(Si02)为添加剂,采用TIPS法制备了EVOH/SiO2杂化膜。研究了添加剂Si02对EVOH平板膜结构与性能的影响。结果表明,随Si02含量增加,膜平均孔径与孔隙率呈先增大后减小的趋势,断裂强度提高而断裂伸长率降低。当Si02含量为0.5wt%时,所得膜性能较好,其孔隙率为74.0%,平均孔径为0.5μm,纯水通量可达511 L·m-2·h-1,对BSA截留率可达88%以上,断裂强度为3.5MPa,断裂伸长率为21.7%。
[Abstract]:Membrane separation technology is widely used in chemical industry, medicine, water treatment and other fields because of its advantages of simple operation, energy saving, high efficiency, no secondary pollution, continuous operation at room temperature and so on. Polyvinylidene fluoride (PVDF) has excellent chemical stability and thermal stability, but its hydrophilicity is poor. In practical application, it is easy to adsorb small molecule pollutants such as protein, and reduce the efficiency of membrane separation. Ethylene-ethylenol copolymer (EVOH) is a semi-crystalline random copolymer, in which the polyvinyl alcohol chain gives EVOH excellent hydrophilicity, making it obviously superior to polypropylene and polyethylene. Polyvinylidene fluoride (PVDF) was used as the film forming polymer in this paper. In this paper, EVOH was used as the film forming polymer, and the EVOH flat membrane with porous structure was studied by thermal phase separation method. Firstly, EVOH was used as the film forming polymer. EVOH flat membrane was prepared by TIPS method with mixed diluent composed of glycerol and polyethylene glycol PEG600. The effects of diluent composition on the structure and properties of EVOH flat membrane were studied. When the mass fraction ratio of PEG600 to propanediol is 7: 3 / 5: 5, the cross-section of the film is a spongy pore structure, and when the mass ratio of PEG600 to glycerol is 3: 7, Regular spherulite structure appeared in the cross section of the membrane. With the increase of glycerol content in the diluent, the pure water flux of the membrane decreased, and the rejection rate of bovine serum protein (BSA) increased. Secondly, EVOH was used as the film forming polymer, and the mixed diluent was composed of propanol and PEG600. Polyvinylpyrrolidone (PVP) was used as pore forming agent to prepare EVOH flat membrane by TIPS method. The effects of polymer concentration and pore-forming agent on the structure and properties of EVOH flat membrane were studied. The results showed that the obtained EVOH flat membrane had a homogeneous membrane structure with sponge pore. With the increase of polymer concentration, the pore size and pore size of the membrane surface and section decrease, the porosity and the pure water flux decrease, the retention rate of the membrane increases to more than 89%. When the addition of PVP is 0.5 wt%, compared with the unadded one, the pore size of the membrane decreases. Pure water flux improved the retention rate of BSA solution slightly, and the average pore size and porosity changed little. Finally, EVOH was used as film forming polymer, propyl triol and PEG600 as mixed diluent and nano-silica as additive. EVOH/SiO2 hybrid membrane was prepared by TIPS method. The effect of additive Si02 on the structure and properties of EVOH flat membrane was studied. The results showed that the average pore size and porosity of the membrane increased first and then decreased with the increase of Si02 content. When the content of Si02 was 0.5 wt%, the membrane had a good performance, with a porosity of 74.0 渭 m, an average pore size of 0.5 渭 m, a pure water flux of 511 L 路m -2 路h-1, a rejection rate of more than 88% to BSA, a fracture strength of 3.5 MPA and an elongation at break of 21.7m.
【学位授予单位】:天津工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TQ051.893
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 李娟;;EVOH的性能及制备要点[J];印刷技术;2011年02期
2 罗战平;魏龙庆;;HIPS/EVOH高阻隔复合材料的加工工艺[J];塑料包装;2011年05期
3 倪;;我省将发展EVOH阻隔材料[J];浙江化工;1990年03期
4 宋旭艳,彭少贤,应继儒,许静雯,郦华兴;改性EVOH树脂的开发动态[J];湖北工学院学报;2000年01期
5 宋旭艳,彭少贤,应继儒,许静雯,郦华兴;EVOH树脂性能改进的研究[J];塑料;2000年02期
6 乔俊娟;孟跃中;;Fabrication and Properties of Degradable PPC/EVOH/starch/CaCO_3 Composites[J];Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition);2008年03期
7 巩桂芬;刘丹钰;张玉军;;EVOH-g-nSPEG无纺布的制备工艺及性能研究[J];哈尔滨理工大学学报;2009年01期
8 崔小明;;EVOH树脂的市场应用状况[J];国外塑料;2013年02期
9 晓铭;;EVOH树脂的性能、应用及市场前景[J];乙醛醋酸化工;2013年01期
10 葛铁军;李英明;杨雪;;PBS/EVOH共混材料的阻透性能研究[J];塑料科技;2013年11期
相关会议论文 前7条
1 潘福生;陈翠仙;战佳宇;李继定;;PAN-EVOH共混超滤膜的结构与性能研究[A];第四届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2010年
2 粟慧君;李姜;郭少云;;微层LLDPE/EVOH复合材料的阻隔性能研究[A];中国化学会第28届学术年会第7分会场摘要集[C];2012年
3 张万喜;邓长春;牛永盛;李海红;赫然;邓鹏樝;;辐射交联对EVOH纳米复合物力学性能的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(9)[C];2007年
4 刘跃军;刘亦武;魏珊珊;;振动力场下EVOH/纳米SiO_2高阻隔包装复合材料的制备、结构及性能[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
5 刘伯元;徐凌秀;;高阻隔树脂乙烯—乙烯醇共聚物(EVOH)加工性能介绍[A];中国包装技术协会塑料包装委员会第六届委员会年会暨塑料包装新技术研讨会论文集[C];2002年
6 周婧;孟晟;国璋;杜强国;钟伟;;EVOH微孔膜的磷酰胆碱化改性研究[A];第三届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2007年
7 朱晓伟;陆晓峰;侯铮迟;卞晓楷;施柳青;段伟;;热致相分离法制备平片式EVOH微孔膜研究[A];第三届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2007年
相关重要报纸文章 前6条
1 镜波;日本垄断EVOH市场[N];中国包装报;2001年
2 章信;EVOH高阻隔共挤流延膜[N];中国包装报;2005年
3 本报记者 顾定槐;EVOH袋:出口化学品的守护神[N];中国化工报;2006年
4 李红玉;EVOH包装“喜之郎”[N];中国包装报;2002年
5 包联;“活性微层”技术大幅延长包装食品保质期[N];中国包装报;2011年
6 晓铭;垦荒包装新材料 国产佳品穿新衣[N];中国石化报;2013年
相关博士学位论文 前2条
1 李海红;EVOH及高性能材料的研究[D];吉林大学;2009年
2 吕睿;热致相分离法制备EVOH微孔膜的基础研究[D];复旦大学;2006年
相关硕士学位论文 前10条
1 陶义飞;EVOH纳米纤维导电化及其应用的研究[D];武汉纺织大学;2016年
2 郝长青;热致相分离法EVOH EVOH平板膜制备及性能研究[D];天津工业大学;2016年
3 柳美华;乙烯—乙烯醇无规共聚物(EVOH)的辐射效应[D];吉林大学;2007年
4 丁正亚;尼龙11/EVOH阻隔性材料的制备、结构及性能研究[D];中北大学;2008年
5 吕妍妍;高韧性PP/POE-g-MAH/EVOH阻隔材料的制备、结构及性能研究[D];中北大学;2013年
6 赫然;EVOH/无机物纳米复合材料的制备与研究[D];吉林大学;2007年
7 郭威男;高韧性尼龙6/EVOH阻隔材料的制备、形态结构及性能研究[D];中北大学;2012年
8 薛琼;EVOH/蒙脱土纳米复合材料的制备、结构及性能研究[D];湖南工业大学;2009年
9 李思德;PA/EVOH多层共挤流延阻隔薄膜结构—性能—加工工艺研究[D];北京化工大学;2009年
10 梁晓红;高阻隔性EVOH复合膜的冷鲜肉保鲜包装特性研究[D];内蒙古农业大学;2015年
,本文编号:1606227
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huagong/1606227.html