复合稀释剂UHMWPE/PVDF共混中空纤维膜的制备与性能研究
发布时间：2021-08-18 12:44
为改善膜的力学性能、渗透性以及丰富膜孔结构,本文以矿物油/邻苯二甲酸二丁酯（DBP）为复合稀释剂,通过TIPS法制备以UHMWPE为原纤网络结构的UHMWPE/PVDF共混中空纤维膜。为研究铸膜液的性能,通过毛细管流变仪测试铸膜液的粘度,热台偏光显微镜观察铸膜液的浊点,差示扫描量热仪测试铸膜液的结晶温度。通过场发射扫描电子显微镜、气液界面孔径测试仪、通量测试仪、孔隙率和万能强力机等测试,分析了中空纤维膜的膜形貌、孔结构、渗透性和力学性能。体系固含量不变,改变UHMWPE的含量,制备了不同UHMWPE含量的共混中空纤维膜。结果表明,随着UHMWPE含量的增加,铸膜液粘度增加。该共混体系呈现典型的“海-岛”结构,其中UHMWPE/矿物油为连续相,PVDF/DBP为分散相。冷却过程中,依次发生PVDF与DBP之间的液-液（L-L）相分离,PVDF优先结晶引起的固液（S-L）相分离,UHMWPE与矿物油之间的L-L相分离,以及UHMWPE结晶引起的S-L相分离。EDAX测试显示F元素含量在外皮层较多。随着UHMWPE含量的增加,UHMWPE/矿物油的L-L相分离区域变小,平均孔径和孔隙率降低,...
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１ＵＨＭＷＰＥ／矿物油体系和ＰＶＤＦ／ＤＢＰ体系的粘度差
２．４．２相图??如２－３为不同ＵＨＭＷＰＥ含量成膜体系（ＵＨＭＷＰＥ／ＰＶＤＦ／矿物油／ＤＢＰ／抗氧??剂）的相图。由图２－３可以看出，ＰＶＤＦ的结晶温度约为１４０?°Ｃ［６４１，?ＵＨＭＷＰＥ??的结晶温度从９１°Ｃ增加到ｌ〇ｒＣ［６５］。一般情况下，考虑到ＵＨＭＷＰＥ与矿物油??之间较强的相互作用，在冷却过程中，ＵＨＭＷＰＥ／矿物汕体系在整个浓度范围内??只表现为Ｓ－Ｌ相分离。然而，由于不相容性体系（ＰＶＤＦ／ＤＢＰ）的加入，影响??了?ＵＨＭＷＰＥ／矿物油体系的相容性，因此，相分离过程会发生改变１６７］。ＵＨＭＷＰＥ／??矿物油的浊点出现在ｌｌ〇－１２１°Ｃ，这是Ｌ－Ｌ相分离的起点。在冷却过程中，相分??离过程将按如下顺序进行，分别为ＰＶＤＦ和ＤＢＰ之间的Ｌ－Ｌ扣分离，ＰＶＤＦ优??先结晶引起的Ｓ－Ｌ相分离，ＵＨＭＷＰＥ与矿物油之间的Ｌ－Ｌ相分离，以及??ＵＨＭＷＰＥ结晶引起的Ｓ－Ｌ相分离。Ｌ－Ｌ相分离发生在浊点线和结晶温度线之间
所示；断面中间部分的Ｆ元素的质量分数为７．２０?ｗｔ％，如图５的（ｃ和ｃ－１）所??示。由此看出Ｆ元素较多的存在于外皮层，且由外到内依次递减。一方面原因是??ＰＶＤＦ／ＤＢＰ体系在高温下的粘度低于ＵＨＭＷＰＥ／矿物油体系（图２－１?），粘度低的??物质易于向外分布，形成“软包硬”状态；另一方面原因是低表面能的聚合物??（ＰＶＤＦ）易于在表面富集以降低其表面自由能（ＰＶＤＦ的表面自由能：２５?ｄｙｎｓ／ｃｍ，??ＵＨＭＷＰＥ的表面自由能：３２．５?ｄｙｎｓ／ｃｍ）?［７２］，这使得ＰＶＤＦ含量从膜外到膜内??逐渐减少。另外，若共混物均匀分布，则共混物中Ｆ的质量分数约为２９?ｗｔ％。??但是，外皮层和膜内部的Ｆ元素含量均低于实际含量，归因于ＰＶＤＦ在冷却过??程中的优先结晶（图２－３），ＵＨＭＷＰＥ／矿物油作为连续相包裹住ＰＶＤＦ／ＤＢＰ分散??相（图２－４）。当中空纤维膜用在液氮中冷冻脆断时，膜受到外力作用，ＰＶＤＦ断??面光滑表现为脆性断裂［７３］。同时
【参考文献】：
期刊论文
[1]超滤膜分离技术在中药制剂生产中的应用进展[J]. 闫治攀,武瑞洁. 中成药. 2018(07)
[2]Fe3O4@SiO2介孔微球/PVDF超滤膜的制备与性能[J]. 赵健全,廖婵娟,童华,王秋华,杨建. 水处理技术. 2018(07)
[3]环保工程水处理过程中的超滤膜技术应用[J]. 刘海超,李鑫. 居舍. 2018(14)
[4]膜分离技术及其在食品工业中的应用[J]. 张明玉,刘玉青. 现代食品. 2018(02)
[5]膜分离技术在石油化工领域的应用[J]. 林彬,陈国需,杜鹏飞,肖德志. 当代化工. 2017(06)
[6]聚丙烯中空纤维膜的制备方法[J]. 向力,秦舒浩,罗大军,苏相樵,张婷婷. 塑料科技. 2016(11)
[7]无机粒子杂化FEP微孔膜结构与性能研究[J]. 张海芬,黄庆林,肖长发,刘海亮,陈凯凯,王纯. 高分子学报. 2015(09)
[8]膜技术用于中国船舶油水分离的可行性研究[J]. 蔡欧晨. 中国人口·资源与环境. 2015(S1)
[9]NIPS法聚偏氟乙烯超滤膜的制备与应用[J]. 吕晓龙,武春瑞,张昊,赵丽华. 中国工程科学. 2014(12)
[10]膜分离技术及应用[J]. 胡书红,李孟璐,李秀娟,崔跃男,陈伊克. 山东化工. 2014(08)
博士论文
[1]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
硕士论文
[1]超高分子量聚乙烯微孔膜的制备与研究[D]. 朱灵玲.东华大学 2013
[2]磺化聚芳醚砜超滤膜的制备及性能研究[D]. 卜航.南京理工大学 2012
[3]用于污水处理的中空纤维膜的研制与应用[D]. 耿玉秀.山东建筑大学 2010
[4]热致相分离法制备聚偏氟乙烯多孔膜[D]. 徐国强.天津工业大学 2007
[5]液膜分离技术在金属离子分离方面的应用研究[D]. 余晓皎.西安理工大学 2001
本文编号：3349911
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１ＵＨＭＷＰＥ／矿物油体系和ＰＶＤＦ／ＤＢＰ体系的粘度差
２．４．２相图??如２－３为不同ＵＨＭＷＰＥ含量成膜体系（ＵＨＭＷＰＥ／ＰＶＤＦ／矿物油／ＤＢＰ／抗氧??剂）的相图。由图２－３可以看出，ＰＶＤＦ的结晶温度约为１４０?°Ｃ［６４１，?ＵＨＭＷＰＥ??的结晶温度从９１°Ｃ增加到ｌ〇ｒＣ［６５］。一般情况下，考虑到ＵＨＭＷＰＥ与矿物油??之间较强的相互作用，在冷却过程中，ＵＨＭＷＰＥ／矿物汕体系在整个浓度范围内??只表现为Ｓ－Ｌ相分离。然而，由于不相容性体系（ＰＶＤＦ／ＤＢＰ）的加入，影响??了?ＵＨＭＷＰＥ／矿物油体系的相容性，因此，相分离过程会发生改变１６７］。ＵＨＭＷＰＥ／??矿物油的浊点出现在ｌｌ〇－１２１°Ｃ，这是Ｌ－Ｌ相分离的起点。在冷却过程中，相分??离过程将按如下顺序进行，分别为ＰＶＤＦ和ＤＢＰ之间的Ｌ－Ｌ扣分离，ＰＶＤＦ优??先结晶引起的Ｓ－Ｌ相分离，ＵＨＭＷＰＥ与矿物油之间的Ｌ－Ｌ相分离，以及??ＵＨＭＷＰＥ结晶引起的Ｓ－Ｌ相分离。Ｌ－Ｌ相分离发生在浊点线和结晶温度线之间
所示；断面中间部分的Ｆ元素的质量分数为７．２０?ｗｔ％，如图５的（ｃ和ｃ－１）所??示。由此看出Ｆ元素较多的存在于外皮层，且由外到内依次递减。一方面原因是??ＰＶＤＦ／ＤＢＰ体系在高温下的粘度低于ＵＨＭＷＰＥ／矿物油体系（图２－１?），粘度低的??物质易于向外分布，形成“软包硬”状态；另一方面原因是低表面能的聚合物??（ＰＶＤＦ）易于在表面富集以降低其表面自由能（ＰＶＤＦ的表面自由能：２５?ｄｙｎｓ／ｃｍ，??ＵＨＭＷＰＥ的表面自由能：３２．５?ｄｙｎｓ／ｃｍ）?［７２］，这使得ＰＶＤＦ含量从膜外到膜内??逐渐减少。另外，若共混物均匀分布，则共混物中Ｆ的质量分数约为２９?ｗｔ％。??但是，外皮层和膜内部的Ｆ元素含量均低于实际含量，归因于ＰＶＤＦ在冷却过??程中的优先结晶（图２－３），ＵＨＭＷＰＥ／矿物油作为连续相包裹住ＰＶＤＦ／ＤＢＰ分散??相（图２－４）。当中空纤维膜用在液氮中冷冻脆断时，膜受到外力作用，ＰＶＤＦ断??面光滑表现为脆性断裂［７３］。同时
【参考文献】：
期刊论文
[1]超滤膜分离技术在中药制剂生产中的应用进展[J]. 闫治攀,武瑞洁. 中成药. 2018(07)
[2]Fe3O4@SiO2介孔微球/PVDF超滤膜的制备与性能[J]. 赵健全,廖婵娟,童华,王秋华,杨建. 水处理技术. 2018(07)
[3]环保工程水处理过程中的超滤膜技术应用[J]. 刘海超,李鑫. 居舍. 2018(14)
[4]膜分离技术及其在食品工业中的应用[J]. 张明玉,刘玉青. 现代食品. 2018(02)
[5]膜分离技术在石油化工领域的应用[J]. 林彬,陈国需,杜鹏飞,肖德志. 当代化工. 2017(06)
[6]聚丙烯中空纤维膜的制备方法[J]. 向力,秦舒浩,罗大军,苏相樵,张婷婷. 塑料科技. 2016(11)
[7]无机粒子杂化FEP微孔膜结构与性能研究[J]. 张海芬,黄庆林,肖长发,刘海亮,陈凯凯,王纯. 高分子学报. 2015(09)
[8]膜技术用于中国船舶油水分离的可行性研究[J]. 蔡欧晨. 中国人口·资源与环境. 2015(S1)
[9]NIPS法聚偏氟乙烯超滤膜的制备与应用[J]. 吕晓龙,武春瑞,张昊,赵丽华. 中国工程科学. 2014(12)
[10]膜分离技术及应用[J]. 胡书红,李孟璐,李秀娟,崔跃男,陈伊克. 山东化工. 2014(08)
博士论文
[1]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
硕士论文
[1]超高分子量聚乙烯微孔膜的制备与研究[D]. 朱灵玲.东华大学 2013
[2]磺化聚芳醚砜超滤膜的制备及性能研究[D]. 卜航.南京理工大学 2012
[3]用于污水处理的中空纤维膜的研制与应用[D]. 耿玉秀.山东建筑大学 2010
[4]热致相分离法制备聚偏氟乙烯多孔膜[D]. 徐国强.天津工业大学 2007
[5]液膜分离技术在金属离子分离方面的应用研究[D]. 余晓皎.西安理工大学 2001
本文编号：3349911
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