微结构表面PVDF/UHMWPE平板膜的制备与性能研究

发布时间：2021-02-22 12:54

　　疏水膜在使用中不可避免的会造成膜润湿和膜污染,影响膜的使用效率,许多研究已经提出通过增加膜表面疏水性,以达到提高耐润湿性和抗污染性的效果。本文提出一种制备高疏水性分离膜的新方法,通过微压印法和热致相分离（TIPS）法联合制备具有高疏水性的聚偏氟乙烯（PVDF）/超高分子量聚乙烯（UHMWPE）平板膜,在膜表面成功构建阵列式微结构。研究了UHMWPE含量和凝固浴温度对PVDF/UHMWPE平板膜结构与性能的影响。使用扫描电子显微镜（FESEM）和原子力显微镜（AFM）对膜表面形貌进行表征;使用差示扫描量热法（DSC）分析膜的结晶行为;通过测量膜的静态水接触角、孔径分布、气通量、最小渗透压力和力学强度,分析膜的疏水性能、渗透性能、耐润湿性能和力学性能;使用膜润湿测试和蛋白吸附测试分析了膜的抗润湿性能和抗蛋白吸附性能,以此表征平板膜在使用过程中的抗污染性。研究结果显示,PVDF/UHMWPE平板膜表面的微阵列结构有效的增加了膜表面的接触角,微阵列结构的成功构建增加了膜表面的粗糙度,从而提高了膜表面的疏水性。膜表面的微结构复制精度与UHMWPE含量和凝固浴温度有关,UHMWPE含量的多少直接影... 

【文章来源】：天津工业大学天津市

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１润湿理论模型??

动角可以降低到５?°，具有超疏水性。??模板法工艺简单，并且模板可重复使用，生产成本较低，但是使用模板法制??备复杂结构的表面时复制精度难以控制，而且结构复杂的模具难以制备。目前模??板法制备超疏水表面大多停留在实验室阶段，将模板法应用于大面积超疏水表面??的制备还存在困难，限制了模板法的工业应用。??１．５微压印技术??经典模型的发展以及最近的实验研宄表明，即使采用最低表面能的氟硅烷单??分子自组装修饰的光滑表面与水的接触角也不超过１２０?°１？，微纳米尺度的表面??结构和粗糙度在实现超疏水表面中起着关键作用微纳米制造技术的应用和发??展促进了超疏水膜制备工艺的不断进步。目前聚合物表面的微纳加工技术主要包??括等离子体加工、超声波加工、微压印加工、微注塑加工、激光加工等，其中微??压印成型和微注塑成型是目前最主要的微纳制件批量加工技术＇＇??１．５．１微压印原理??—

测定膜的最小液体渗透压力（ＬＥＰ）来表征膜的耐润湿性，使试装置（图２－１）测定共混膜的ＬＥＰ，将膜样品放入测试组件水泵施加水压，水压可调，膜的另一侧出水。调节水泵水压，Ｐａ的水压，保持５?ｍｉｎ，而后没５?ｍｉｎ增加５?ＫＰａ水压，直至，即为膜的ＬＥＰ。每组共混膜样品测试５次，取每组数据的平值。??量测试??实验室自制的气通量测试装置（图２－２）测定共混膜的气通量的圆形样品置于实验室自制的气通量测试仪中密封，采用０．０预压２０?ｍｉｎ，压力表示数稳定后进行气通量测试，每组共混膜均值记为膜的气通量。按下列公式（２－１）计算膜的气通量：??】?＝?ＬＪ

【参考文献】：
期刊论文
[1]微米阵列结构聚合物薄膜的制备及其对细胞三维培养的影响[J]. 江卫民,张伟康,李东栋,宋晔.  生物工程学报. 2018(11)
[2]我国超高分子量聚乙烯的应用及研究现状[J]. 张文媛.  当代石油石化. 2017(09)
[3]聚合物微纳制造技术[J]. 孙靖尧,吴大鸣,刘颖,庄俭,许红,郑秀婷,赵中里.  橡塑技术与装备. 2016(10)
[4]超疏水膜的制备及其在膜蒸馏过程中的应用[J]. 田苗苗,李雪梅,殷勇,何涛,刘金盾.  化学进展. 2015(08)
[5]PTFE中空纤维膜萃取苯甲酸工艺研究[J]. 陈建中,陈枫,吕文林,董庆华.  广东化工. 2014(05)
[6]微纳米压印技术及应用[J]. 陈强.  中国印刷与包装研究. 2011(06)
[7]微细加工技术在生物医学中的应用[J]. 杨忠山.  中国医疗器械杂志. 2002(05)
[8]聚合物共混物的相容性及相分离[J]. 赵孝彬,杜磊,张小平,郑剑.  高分子通报. 2001(04)

博士论文
[1]自修复超疏水膜的构筑及功能[D]. 武梦春.吉林大学 2017
[2]膜气体吸收过程中疏水性微孔膜的润湿机理及过程研究[D]. 崔丽云.北京化工大学 2014

硕士论文
[1]电沉积法制备超疏水涂层及其性能研究[D]. 朱艺星.东北石油大学 2017
[2]中空纤维膜萃取处理含酚废水的研究[D]. 乔鑫龙.浙江大学 2016
[3]基于微压印的微光学器件制造技术研究[D]. 陶晟.华中科技大学 2008



本文编号：3046025