基于TIPS技术制备PVDF/PA6共混膜结构调控及表面修饰研究
发布时间：2021-04-11 01:38
聚偏氟乙烯（PVDF）是一种结晶性聚合物,因其具有良好的热稳定性、化学稳定性和机械性能,成为微超滤膜最重要的原材料之一。PVDF膜的疏水性,导致膜在使用过程中,出现通量低、容易被污染和使用寿命短等问题,因此,对PVDF膜进行亲水改性是非常重要的。共混改性和表面接枝改性是两种常用的改性方法。热致相分离（TIPS）技术制备的膜,通常具有强度高、孔径分布窄、膜结构可控性强等优点。通过结合TIPS技术和聚合物共混,实现膜结构的调控及改性,而后通过化学接枝,进一步提高膜的亲水性,渗透性能和抗污染性能。采用水溶性混合稀释剂,通过TIPS法制备PVDF/PA6平板膜。探究不同的PVDF/PA6含量,对成膜过程,膜微结构和性能的影响。结果表明:PA6加入前后,体系均为固-液（S-L）相分离,PA6虽不改变PVDF的分相方式,但是极大的改变了PVDF膜的结构,可归因于TIPS和非溶剂致相分离（NIPS）的共同作用。因此提出了PA6结合水分子致孔和TIPS过程聚合物结晶的成膜机理。PA6在膜表面均匀分布,增加膜表面的亲水性,提升膜的抗污染能力,膜的纯水通量由12.8 L m-2h
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
M0*和M1*降温过程偏光显微镜图片
第三章PVDF/PA6平板膜的成膜机理、微结构调控和性能探究21图3-2M0*和M1*降温过程偏光显微镜图片Fig.3-2TheimagesofPOMduringthecoolingprocessfortherepresentativesamples(M0*andM1*)3.2.3PVDF/PA6/稀释剂体系相图图3-3为PVDF/PA6/稀释剂体系的相图。从图中可以看出，只有PVDF和PA6的结晶温度Tc，没有出现浊点温度Tcloud，表明PA6的引入并未改变共混体系的分相方式，PVDF和PA6均发生S-L相分离。此外，随着PA6的加入，共混体系的Tc(PVDF)降低，表明PA6的阻碍作用导致PVDF结晶能力变弱。这是因为先结晶的PA6减少稀释剂的空间，阻碍PVDF的结晶。当PVDF/PA6的比例从9/1增加至8/2，Tc(PA6)从164.2C降低至163.3C，可归因于PVDF含量减少导致PA6与稀释剂的相互作用增加。当PVDF/PA6的比例增加至6/4时，Tc(PA6)增加至164.8C，这是由于PA6含量增加有利于成核，并且抵消PVDF进一步减少对PA6结晶温度的影响[60]。图3-3不同PVDF/PA6比例的铸膜液的相图Fig.3-3ThephasediagramofthedopewithdifferentPVDF/PA6massratio
第三章PVDF/PA6平板膜的成膜机理、微结构调控和性能探究23分相似，M0为球状粒子结构，共混膜均为贯通性较好的蜂窝孔结构，而且在M2中可以发现有少量球状颗粒（标红）。图3-4膜的断面形貌：（Ⅰ）中间部分，（Ⅱ）靠近上皮层部分和（Ⅲ）靠近底面部分Fig.3-4Cross-sectionmorphologyofthemembranes:(Ⅰ)Centerpart,(Ⅱ)Neartheuppersurfaceand(Ⅲ)Nearthebottomsurfaceofthemembranes
【参考文献】：
期刊论文
[1]溶剂对水处理用PVDF微孔膜结构性能影响[J]. 藏莉莉,祝超伟,王盼,官章琴. 水处理技术. 2012(04)
[2]纺丝条件对PVDF/PVP共混中空纤维膜性能的影响[J]. 张东海,王磊,孟晓荣,王旭东,李薇,原巍. 水处理技术. 2011(11)
[3]热致相分离法制备纳米碳酸钙/聚偏氟乙烯共混膜[J]. 崔爱华,刘振. 高分子材料科学与工程. 2010(09)
[4]超滤膜分离技术在医药工业中的应用[J]. 陈鋆,刘振香. 中国药业. 2007(22)
[5]聚偏氟乙烯膜研究进展[J]. 武利顺,孙俊芬,王庆瑞. 膜科学与技术. 2004(05)
[6]中国膜工业发展战略研究[J]. 郭有智. 化工新型材料. 2002(06)
[7]无机膜在工业废水处理中的应用与展望[J]. 徐南平,邢卫红,王沛. 膜科学与技术. 2000(03)
博士论文
[1]PVDF、PVC微孔膜亲水化改性的研究[D]. 刘富.浙江大学 2007
[2]溶液相转化法制备PVDF微孔膜过程中的结构控制及其性能研究[D]. 左丹英.浙江大学 2005
硕士论文
[1]宁波市某石化公司MBR工艺深度处理石油化工污水的应用研究[D]. 朱中元.浙江工业大学 2016
[2]微波强化膜分离传质过程的研究[D]. 孙明迪.天津大学 2009
本文编号：3130706
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
M0*和M1*降温过程偏光显微镜图片
第三章PVDF/PA6平板膜的成膜机理、微结构调控和性能探究21图3-2M0*和M1*降温过程偏光显微镜图片Fig.3-2TheimagesofPOMduringthecoolingprocessfortherepresentativesamples(M0*andM1*)3.2.3PVDF/PA6/稀释剂体系相图图3-3为PVDF/PA6/稀释剂体系的相图。从图中可以看出，只有PVDF和PA6的结晶温度Tc，没有出现浊点温度Tcloud，表明PA6的引入并未改变共混体系的分相方式，PVDF和PA6均发生S-L相分离。此外，随着PA6的加入，共混体系的Tc(PVDF)降低，表明PA6的阻碍作用导致PVDF结晶能力变弱。这是因为先结晶的PA6减少稀释剂的空间，阻碍PVDF的结晶。当PVDF/PA6的比例从9/1增加至8/2，Tc(PA6)从164.2C降低至163.3C，可归因于PVDF含量减少导致PA6与稀释剂的相互作用增加。当PVDF/PA6的比例增加至6/4时，Tc(PA6)增加至164.8C，这是由于PA6含量增加有利于成核，并且抵消PVDF进一步减少对PA6结晶温度的影响[60]。图3-3不同PVDF/PA6比例的铸膜液的相图Fig.3-3ThephasediagramofthedopewithdifferentPVDF/PA6massratio
第三章PVDF/PA6平板膜的成膜机理、微结构调控和性能探究23分相似，M0为球状粒子结构，共混膜均为贯通性较好的蜂窝孔结构，而且在M2中可以发现有少量球状颗粒（标红）。图3-4膜的断面形貌：（Ⅰ）中间部分，（Ⅱ）靠近上皮层部分和（Ⅲ）靠近底面部分Fig.3-4Cross-sectionmorphologyofthemembranes:(Ⅰ)Centerpart,(Ⅱ)Neartheuppersurfaceand(Ⅲ)Nearthebottomsurfaceofthemembranes
【参考文献】：
期刊论文
[1]溶剂对水处理用PVDF微孔膜结构性能影响[J]. 藏莉莉,祝超伟,王盼,官章琴. 水处理技术. 2012(04)
[2]纺丝条件对PVDF/PVP共混中空纤维膜性能的影响[J]. 张东海,王磊,孟晓荣,王旭东,李薇,原巍. 水处理技术. 2011(11)
[3]热致相分离法制备纳米碳酸钙/聚偏氟乙烯共混膜[J]. 崔爱华,刘振. 高分子材料科学与工程. 2010(09)
[4]超滤膜分离技术在医药工业中的应用[J]. 陈鋆,刘振香. 中国药业. 2007(22)
[5]聚偏氟乙烯膜研究进展[J]. 武利顺,孙俊芬,王庆瑞. 膜科学与技术. 2004(05)
[6]中国膜工业发展战略研究[J]. 郭有智. 化工新型材料. 2002(06)
[7]无机膜在工业废水处理中的应用与展望[J]. 徐南平,邢卫红,王沛. 膜科学与技术. 2000(03)
博士论文
[1]PVDF、PVC微孔膜亲水化改性的研究[D]. 刘富.浙江大学 2007
[2]溶液相转化法制备PVDF微孔膜过程中的结构控制及其性能研究[D]. 左丹英.浙江大学 2005
硕士论文
[1]宁波市某石化公司MBR工艺深度处理石油化工污水的应用研究[D]. 朱中元.浙江工业大学 2016
[2]微波强化膜分离传质过程的研究[D]. 孙明迪.天津大学 2009
本文编号：3130706
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