聚偏氟乙烯共混中空纖維膜的制備.pdf

1、聚偏氟乙烯(PVDF)以其優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性，在膜分離領(lǐng)域得到越來越廣泛的研究與應(yīng)用。但其疏水性導(dǎo)致膜易受污染，使用壽命下降。因此，對(duì)PVDF疏水性進(jìn)行改性，是研究的主要方向。PVDF疏水性改性主要有化學(xué)改性和物理共混兩種方法，其中共混改性操作簡(jiǎn)單，成本低，可顯著改善PVDF的疏水性，是使用最廣泛的改性方法。無機(jī)納米粒子Al2O3、TiO2等具有親水性，可提高力學(xué)性能，故在高分子共混體系中加入納米粒子制備PVDF中空纖維共混膜

2、。
　　本課題旨在以聚偏氟乙烯為主體材料，制備用于水凈化的中空纖維共混超濾膜，結(jié)合了有機(jī)高分子和無機(jī)納米粒子的雙重優(yōu)點(diǎn)，再研究了第1外凝固浴濃度對(duì)共混膜性能的影響，并對(duì)其進(jìn)行耐堿性測(cè)試和后處理。
　　首先對(duì)不同型號(hào)的PVDF進(jìn)行篩選，之后探討了Al2O3含量對(duì)PVDF共混膜（PVDF/PVC/Al2O3）性能的影響。加入Al2O3后，膜的親水性明顯提高。Al2O3含量為3％時(shí)，水通量、截留率和斷裂拉伸力分別達(dá)到了289L·h

3、-1·m-2、77.2％和1.7N。在此基礎(chǔ)上，探討不同的第1凝固浴濃度對(duì)該膜性能的影響。發(fā)現(xiàn)在第1凝固浴濃度（DMF與H2O的體積比）為4/6時(shí)，PVDF/PVC/Al2O3膜通量、截留率和斷裂拉伸力分別達(dá)到了265L·h-1·m-2、97％和2.9N。當(dāng)V(DMF/V(H2O)超過4/6時(shí)，溶劑與非溶劑交換速度減慢，生成致密的海綿層，膜內(nèi)可能殘留溶劑，需要用熱水將膜浸泡2h才可以將溶劑洗出。
　　通過耐堿性測(cè)試發(fā)現(xiàn)，加入納米A

4、l2O3可提高PVDF/PVC/Al2O3膜的耐堿性，有效地延長(zhǎng)了膜的使用壽命。制備的中空纖維膜需要進(jìn)行后處理以改善其性能。用50℃水處理后，PVDF/PVC/Al2O3膜的結(jié)晶度和斷裂拉伸力都可以提高;用30％-50％的甘油溶液后處理PVDF/PVC/TiO2膜，PVDF/PVC/TiO2膜的通量在放置28t后僅下降約20L·h-1·m-2，膜孔收縮對(duì)膜性能的損害降低了。
　　鑒于PVC長(zhǎng)期使用會(huì)降解產(chǎn)生危害性氣體，以聚甲基丙烯

5、酸甲酯(PMMA)替代PVC作為共混材料，探討大分子致孔劑、Al2O3、TiO2和不同型號(hào)PVDF共混后對(duì)膜性能的影響。當(dāng)PMMA含量為7％，納米Al2O3含量為2％，大分子致孔劑為5.9％PEG-400和1.1％PVP-K30時(shí)，制得的中空纖維膜通量、截留率和斷裂拉伸力分別達(dá)到了278L·h-1·m-2、79.0％和4.3N。PVDF-761與PVDF-301F共混后，PVDF/PMMA/Al2O3通量升至335L·h-1·m-2。T