非稀释剂对TIPS成膜中膜微结构演变及调控规律的研究
发布时间：2020-12-19 11:27
热致相分离（TIPS）技术已用于制备污水领域的工业膜。现在聚砜（PSF）以及聚偏氟乙烯（PVDF）等都聚合物膜可以通过TIPS工艺制备,TIPS法具有快速和相对简单的传热过程,而快速传热过程又使膜具有高机械强度和窄孔径分布。在以往的TIPS法中研究中,还没有系统的分析非稀释剂种类及作用的研究,比如非稀释剂的水溶性和分子量等,而非稀释剂在TIPS法中起到至关重要的作用,尤其是水溶性非稀释剂可以在TIPS中与NIPS的耦合作用对膜微结构进行双重调节的效果。本文对使用不同非稀释剂制备中空纤维膜并观察微结构的演变规律和调节膜制备参数观察膜微结构的变化及影响。首先,考虑到水溶性非稀释剂单向对膜调节作用,采用水溶性非稀释剂PEG400作为芯液,设计并研究了铸膜液与芯液双重扩散对膜微结构的影响特别是外表面和外表面附近截面厚度的影响。在中空纤维膜制备过程中,通过调节气隙长度,采用S-L相分离的原因是纺丝温度相对较低(避免了明显的稀释剂蒸发,冷却速度较低以保证铸膜液不固化,这对于芯液在铸膜液的扩散至关重要。此外,S-L相分离通常导致致密和厚的皮层。气隙在10mm-300mm的范围内,以调节芯液在横截面内...
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１纺丝流程图??实验参数如表２－４所示
／？?＝?（ｌ－－＾）ｘｌ〇〇％?公式（２－５）??式中，Ｒ为截留率，为透过液的有机碳浓度，为原液有机碳浓度??２．３结果与讨论??２．３．１体系冷却过程分析??通过ＤＳＣ对铸膜液结晶温度进行了测试，如图２－３。可以看出铸膜液是在??８４．４°Ｃ左右开始结晶。??图２－２中可以看出，铸膜液在９９．６°Ｃ时是呈现出完全溶解的状态，而到８４．４°Ｃ??时铸膜液ＰＶＤＦ己经开始结晶，在９９．６°Ｃ到８４．４°Ｃ降温过程中，通过偏光显微镜??观察，铸膜液并没有出现小液滴或液滴长大的过程。这是由于ＰＶＤＦ与稀释剂Ｍ??相互作用力较大，体系发生Ｓ－Ｌ相分离，通过这两个实验也进一步证明了这一点。??
冷却速率很快使聚合物快速成核所以聚合物向靠近外表面较厚并且不开孔。本章??是研究改变空气间隙长度是否对膜微结构产生影响。??图２４分别表示了不同空气间隙对靠近外皮层结构，靠近内皮层结构和截面??结构的影响。可以看出在ｌ－１５ｃｍ时随着空气间隙的增大皮层是稍稍变厚的，这??是因为在ＴＩＰＳ法膜制备过程中，增加空气间隙会导致稀释剂的挥发，使靠近外??表面部分铸膜液里的聚合物含量变高，由于体系为Ｓ－Ｌ相分离增大空气间隙聚合??物在空气里冷却速率较慢，这时聚合物的成核速率变慢，而较高温度下聚合物分??子链较长时间运动使结晶比较完善，所以外表面出现致密的厚皮层。而在空气间??隙为１５－３０?ｃｍ时，靠近外皮层的皮层厚度是逐渐变薄最终没有外皮层的变化趋??势，这是由于芯液采用的是可以与稀释剂互溶的水溶性非稀释剂，在增大空气间??隙时
【参考文献】：
期刊论文
[1]超滤膜在处理农药废水过程中的膜污染行为分析[J]. 曾凯亮,汪朝晖,崔朝亮,汪效祖,刘飞,彭文博. 膜科学与技术. 2018(02)
[2]《“十三五”节能环保产业发展规划》[J]. 本刊讯. 电力与能源. 2017(01)
[3]反渗透海水淡化膜分离技术研究[J]. 廖琦琛,毛加,孙欢挺. 中国新技术新产品. 2015(03)
[4]PEG400含量对PVDF膜形貌以及结晶的影响[J]. 陈梅,王鑫龙,吕斯濠,刘啸天. 工程塑料应用. 2015(01)
[5]凝固浴组分对双凝固浴法制备PVDF膜结构和性能的影响[J]. 王磊,李薇,王旭东,孟晓荣,原巍,黄丹曦. 膜科学与技术. 2012(02)
[6]混合稀释剂对热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜结构的影响[J]. 刘振,张珊,黄永福,李会军. 功能材料. 2011(06)
[7]海绵状纳米结构TiO2膜的制备及其光催化活性[J]. 王梦晔,王成林,谢鲲鹏,孙岚,林昌健. 物理化学学报. 2009(12)
[8]超滤技术回收乳制品废水中蛋白质[J]. 张永锋,王海,马宁,曹建军,于海姣,李强. 化学工程. 2009(03)
[9]稀释剂对TIPS法等规聚丙烯中空纤维微孔膜孔径及其连通性的影响[J]. 杨振生,张广厚,王志英,李凭力,李春利. 化工学报. 2009(02)
[10]溶剂对PVDF铸膜液相转化和微孔膜皮-亚两层结构的不同影响[J]. 左丹英,徐卫林,徐又一. 高分子学报. 2008(06)
博士论文
[1]低温热致相分离法制备高性能聚偏氟乙烯膜研究[D]. 张昊.天津工业大学 2017
[2]PVDF超滤膜低温等离子体改性及其在MBR中的耐污染性能研究[D]. 杨庆.兰州交通大学 2015
[3]单价阳离子选择性分离膜的制备与表征[D]. 葛亮.中国科学技术大学 2014
[4]热致相分离法制备PVDF微孔膜的结构控制与性能研究[D]. 计根良.浙江大学 2008
[5]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]基于高临界共溶温度二元混合稀释剂体系的PVDF多孔膜的制备及结构演变规律[D]. 许山山.天津工业大学 2018
[2]聚四氟乙烯中空纤维膜的制备及其工艺的探究[D]. 谢琼春.浙江理工大学 2017
[3]表面活性剂对PVDF平板超滤膜结构与性能的影响[D]. 郭俊连.华东理工大学 2013
[4]制备超纯水的膜分离工艺技术研究[D]. 张品.华南理工大学 2012
[5]热致相分离法制备聚丙烯微孔膜的研究[D]. 罗本喆.南京工业大学 2005
本文编号：2925821
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１纺丝流程图??实验参数如表２－４所示
／？?＝?（ｌ－－＾）ｘｌ〇〇％?公式（２－５）??式中，Ｒ为截留率，为透过液的有机碳浓度，为原液有机碳浓度??２．３结果与讨论??２．３．１体系冷却过程分析??通过ＤＳＣ对铸膜液结晶温度进行了测试，如图２－３。可以看出铸膜液是在??８４．４°Ｃ左右开始结晶。??图２－２中可以看出，铸膜液在９９．６°Ｃ时是呈现出完全溶解的状态，而到８４．４°Ｃ??时铸膜液ＰＶＤＦ己经开始结晶，在９９．６°Ｃ到８４．４°Ｃ降温过程中，通过偏光显微镜??观察，铸膜液并没有出现小液滴或液滴长大的过程。这是由于ＰＶＤＦ与稀释剂Ｍ??相互作用力较大，体系发生Ｓ－Ｌ相分离，通过这两个实验也进一步证明了这一点。??
冷却速率很快使聚合物快速成核所以聚合物向靠近外表面较厚并且不开孔。本章??是研究改变空气间隙长度是否对膜微结构产生影响。??图２４分别表示了不同空气间隙对靠近外皮层结构，靠近内皮层结构和截面??结构的影响。可以看出在ｌ－１５ｃｍ时随着空气间隙的增大皮层是稍稍变厚的，这??是因为在ＴＩＰＳ法膜制备过程中，增加空气间隙会导致稀释剂的挥发，使靠近外??表面部分铸膜液里的聚合物含量变高，由于体系为Ｓ－Ｌ相分离增大空气间隙聚合??物在空气里冷却速率较慢，这时聚合物的成核速率变慢，而较高温度下聚合物分??子链较长时间运动使结晶比较完善，所以外表面出现致密的厚皮层。而在空气间??隙为１５－３０?ｃｍ时，靠近外皮层的皮层厚度是逐渐变薄最终没有外皮层的变化趋??势，这是由于芯液采用的是可以与稀释剂互溶的水溶性非稀释剂，在增大空气间??隙时
【参考文献】：
期刊论文
[1]超滤膜在处理农药废水过程中的膜污染行为分析[J]. 曾凯亮,汪朝晖,崔朝亮,汪效祖,刘飞,彭文博. 膜科学与技术. 2018(02)
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[3]反渗透海水淡化膜分离技术研究[J]. 廖琦琛,毛加,孙欢挺. 中国新技术新产品. 2015(03)
[4]PEG400含量对PVDF膜形貌以及结晶的影响[J]. 陈梅,王鑫龙,吕斯濠,刘啸天. 工程塑料应用. 2015(01)
[5]凝固浴组分对双凝固浴法制备PVDF膜结构和性能的影响[J]. 王磊,李薇,王旭东,孟晓荣,原巍,黄丹曦. 膜科学与技术. 2012(02)
[6]混合稀释剂对热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜结构的影响[J]. 刘振,张珊,黄永福,李会军. 功能材料. 2011(06)
[7]海绵状纳米结构TiO2膜的制备及其光催化活性[J]. 王梦晔,王成林,谢鲲鹏,孙岚,林昌健. 物理化学学报. 2009(12)
[8]超滤技术回收乳制品废水中蛋白质[J]. 张永锋,王海,马宁,曹建军,于海姣,李强. 化学工程. 2009(03)
[9]稀释剂对TIPS法等规聚丙烯中空纤维微孔膜孔径及其连通性的影响[J]. 杨振生,张广厚,王志英,李凭力,李春利. 化工学报. 2009(02)
[10]溶剂对PVDF铸膜液相转化和微孔膜皮-亚两层结构的不同影响[J]. 左丹英,徐卫林,徐又一. 高分子学报. 2008(06)
博士论文
[1]低温热致相分离法制备高性能聚偏氟乙烯膜研究[D]. 张昊.天津工业大学 2017
[2]PVDF超滤膜低温等离子体改性及其在MBR中的耐污染性能研究[D]. 杨庆.兰州交通大学 2015
[3]单价阳离子选择性分离膜的制备与表征[D]. 葛亮.中国科学技术大学 2014
[4]热致相分离法制备PVDF微孔膜的结构控制与性能研究[D]. 计根良.浙江大学 2008
[5]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]基于高临界共溶温度二元混合稀释剂体系的PVDF多孔膜的制备及结构演变规律[D]. 许山山.天津工业大学 2018
[2]聚四氟乙烯中空纤维膜的制备及其工艺的探究[D]. 谢琼春.浙江理工大学 2017
[3]表面活性剂对PVDF平板超滤膜结构与性能的影响[D]. 郭俊连.华东理工大学 2013
[4]制备超纯水的膜分离工艺技术研究[D]. 张品.华南理工大学 2012
[5]热致相分离法制备聚丙烯微孔膜的研究[D]. 罗本喆.南京工业大学 2005
本文编号：2925821
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