DMAc-GCTA混合溶剂对PVDF/P（AA-co-MMA）中空纤维膜的影响

发布时间：2021-10-26 06:00

　　选用丙烯酸（AA）与甲基丙烯酸甲酯（MMA）溶液聚合制备无规共聚物P（AA-coMMA）作为成孔剂,以二甲基乙酰胺（DMAc）和三乙酸甘油酯作为混合溶剂,通过NIPS过程纺制P（AA-co-MMA）/PVDF中空纤维膜.对P（AA-co-MMA）共聚物进行了FTIR,GPC等测试,并研究了二甲基乙酰胺和三乙酸甘油酯的比例对铸膜液的黏度,以及产物膜的结构、通量、截留率的影响.结果表明,P（AA-co-MMA）共聚物的转化率为94%,平均相对分子质量为146 646;在PVDF/P（AA-co-MMA）/DMAc体系中,三乙酸甘油酯的最大添加量为混合溶剂的20%.随着三乙酸甘油酯含量的增大,黏度明显增大;纯水通量先增大后减小,但对PEG系列的截留率增大;扫描电镜结果表明,随着三乙酸甘油酯的增加,膜断面双指状孔逐渐减少并变短. 

【文章来源】：膜科学与技术. 2016,36(05)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图２ＰＶＤＦ／Ｐ（ＡＡ－ｃｏ－ＭＭＡ）／ＤＭＡｃ／ＧＣＴＡ体系铸膜液黏度（ａ）及水中凝胶速率（ｂ）Ｆｉｇ．２Ｓｈｅａｒｖｉｓｃｏｓｉｔｉｅｓａｓａｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｈｅａｒｒａｔｅｓ（ａ）ａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｒａｔｅｓ（ｂ）ｆｏｒｔｈｅ

先增大后减少：膜ＨＦＭ１的纯水通量为１１３Ｌ／（ｍ２·ｈ），膜ＨＦＭ２增至１４３Ｌ／（ｍ２·ｈ），之后随其含量的继续增大，膜通量逐渐减小，膜ＨＦＭ５通量减至９０Ｌ／（ｍ２·ｈ）．表明通过调节混合溶剂中两溶剂的配比，可以对膜性能进行微观调控［１０］．当ＧＣＴＡ占混合溶剂的比例为５％时，通量最大．图３（ｂ）中，除膜ＨＦＭ５之外，ＧＣＴＡ在混合溶剂中含量增大，ＰＶＤＦ中空纤维膜对ＰＥＧ系列的截留率提高．图３ＧＣＴＡ改性ＰＶＤＦ／Ｐ（ＡＡ－ｃｏ－ＭＭＡ）中空纤维膜的纯水通量（ａ）和截留率（ｂ）Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｐｕｒｅｗａｔｅｒｐｅｒｍｅａｔｉｏｎｆｌｕｘ（ａ）ａｎｄｒｅｊｅｃｔｉｏｎ（ｂ）ｏｆＰＶＤＦ／Ｐ（ＡＡ－ｃｏ－ＭＭＡ）ｈｏｌｌｏｗｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｓｍｏｄｉｆｉｅｄｂｙＴｒｉａｃｅｔｉｎ

影响图４是引入ＧＣＴＡ后ＰＶＤＦ／Ｐ（ＡＡ－ｃｏ－ＭＭＡ）中空纤维膜的电镜图．中空纤维膜的断面结构整体呈现双重指状孔结构，内部呈海绵状．随着三乙酸甘油酯在铸膜液中比例增加，内外皮层两侧的指状孔减少并变短，海绵孔增多并越来越致密；膜内部的网状小孔先增多后减少，膜先变得疏松，超过一定限度后，内部结构会更加致密．ＤＭＡｃ作为强溶剂，三乙酸甘油酯作为弱溶剂，增大弱溶剂的比例可使铸膜液热力学稳定性减弱，阻碍了溶剂与凝胶浴的交换速率，进而减少指状孔的产生．图４ＧＣＴＡ加入后的ＰＶＤＦ／Ｐ（ＡＡ－ｃｏ－ＭＭＡ）中空纤维膜电镜图Ｆｉｇ．４ＳＥＭｐｉｃｔｕｒｅｓｆｏｒｔｈｅＰＶＤＦ／Ｐ（ＡＡ－ｃｏ－ＭＭＡ）ｈｏｌｌｏｗｆｉｂｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｓｂｙｂｌｅｎｄｉｎｇＴｒｉａｃｅｔｉｎ２．５力学性能表２给出了ＰＶＤＦ／Ｐ（ＡＡ－ｃｏ－ＭＭＡ）膜的机械性能．膜的抗拉强度变化不明显，但是断裂伸长率锐减，从９７．５％降至４４．２％．表明膜的结构改变导致膜的力学性能发生相应的变化．３结论１）共聚物ＦＴＩＲ谱图表明，无规共聚物Ｐ（ＡＡ－ｃｏ－ＭＭＡ）在６０℃下成功合成，转化率为９４％，ＧＰＣ测试出其平均相对分子质量为１４６６４６．随着三乙酸甘油酯在混合溶剂中比例的提高，Ｐ（ＡＡ－ｃｏ表２膜机械性能Ｔａｂｌｅ２ＭｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｍｏｄｉｆｉｅｄＰＶＤＦｍｅｍｂｒａｎｅｓ膜编号拉伸强度／ＭＰａ断裂伸长率／％弹性模量／ＭＰａＨＦＭ１１．９２±０．０４９５．７±８．９２４．１±０．９

【参考文献】：
期刊论文
[1]聚偏氟乙烯膜表面丙烯酸接枝改性研究[J]. 杨虎,许振良,周立志,平郑骅.  膜科学与技术. 2006(04)



本文编号：3458975