添加劑對高疏水性PVDF多孔膜結(jié)構(gòu)及性能的影響研究.pdf

1、在高濕度環(huán)境下采用粗糙基底輔助相分離法，是制備高疏水性聚偏氟乙烯（PVDF）微孔膜的有效方法，為簡化該制膜工藝，提高膜的性能，本文以PVDF/N-N二甲基乙酰胺（DMAc）/辛醇/水為制膜體系，采用一步凝膠法制膜。對高分子、納米粒子等幾類單一或復合添加劑對PVDF膜結(jié)構(gòu)與性能的影響進行了研究。
　　首先，通過鑄膜液熱力學性質(zhì)分析、粘度和凝膠速率測定，探討了添加劑對制膜體系熱力學和凝膠動力學的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鑄膜液中添加劑質(zhì)量含量的

2、增加，鑄膜液的熱力學穩(wěn)定性變差，強化分相過程。
　　使用掃描電鏡觀察、接觸角測量、氣通量測試和機械性能測試等方法，對高分子類、納米粒子類、無機鹽類及液體非溶劑類等4類添加劑中的若干單一添加劑對PVDF膜結(jié)構(gòu)與性能的影響進行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高分子添加劑的加入使膜斷面大孔發(fā)展充分，有利于增大 PVDF膜的氣通量，但添加劑在膜內(nèi)的少量殘留使膜的疏水性略降低；納米粒子類添加劑促使膜底面生成更多的球晶，有利于保持甚至增強膜的疏水性，但膜的氣

3、通量減小；無機鹽類添加劑使膜底面粗糙度增大，且在疏水性、氣通量和機械性能等方面表現(xiàn)均較好；非溶劑添加劑均會使膜底面生成一定厚度的球晶堆積結(jié)構(gòu)，這有利于膜疏水性的增強，其中磷酸作為添加劑所制取的PVDF膜綜合性能最優(yōu)，其在保持疏水性和機械性能不降低的情況下，使膜的氣通量得到較大提升。不同類型添加劑均能使膜的機械性能保持良好。
　　在上述研究的基礎上，選擇不同種類的添加劑進行復配，考察了復合添加劑及其配比對PVDF膜結(jié)構(gòu)與性能的影響，

4、結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用H3PO4-SiO2復合添加劑，當SiO2的質(zhì)量含量為1.5wt％、H3PO4的質(zhì)量含量為2wt%時膜的綜合性能最優(yōu)，接觸角為142.6°，0.06 MPa下氣通量達0.055 m3·m-2·s-1，拉伸強度4.18 MPa；采用PVP-SiO2復合添加劑，當SiO2的質(zhì)量含量為1.5wt%、PVP的質(zhì)量含量為2wt%時，膜的綜合性能最優(yōu)，接觸角為133.8°，在0.06 MPa下氣通量提高到0.208 m3·m-2·s-