超聲波法在線監(jiān)測聚合物微孔分離膜成形.pdf

1、相轉(zhuǎn)化法是制備高分子分離膜的主要方法。本文建立了超聲原位實時監(jiān)測成膜過程的方法、高精密度超聲檢測系統(tǒng)以及快速自動數(shù)據(jù)采集、存儲和數(shù)字化處理方法。首次探索超聲透射法和反射法在線監(jiān)測聚乙烯-乙烯醇(EVAL)、聚偏氟乙烯(PVDF)和聚砜(PSF)等微孔分離膜成膜相轉(zhuǎn)化過程，闡釋了成膜過程中溶劑-非溶劑之間雙擴散規(guī)律、過程傳質(zhì)及傳熱現(xiàn)象及成膜機理。
　　 (1)EVAL和PSF的三元體系熱力學(xué)研究顯示：對于水/二甲基亞砜(DMSO)

2、/EVAL體系，鑄膜液體系的濁度隨著水的含量的增加而變大；鑄膜液體系的濁度隨著靜置時間的增長而變大。隨著聚合物濃度增加，濁點變小，分相容易。PSF體系中，溶劑N-甲基吡咯烷酮(NMP)與非溶劑水的相互作用強烈，互溶性好，體系為瞬時相分離；少量非溶劑加入即可使體系出現(xiàn)渾濁。而無水乙醇與NMP的相互作用較水小，出現(xiàn)渾濁時需要的無水乙醇的量多。
　　 (2)超聲波透射法在線監(jiān)測了三種聚合物微孔分離膜成形過程。結(jié)果顯示，水/DMSO/E

3、VAL或PVDF制膜體系的超聲時域信號到達時間變化隨成膜時間逐漸變??；隨聚合物初始濃度逐漸降低，超聲信號變化值變慢。這表明雙擴散速度變慢，生成的膜逐漸變得致密，膜純水通量降低，截留率升高，最大孔徑和孔隙率降低。
　　 (3)超聲波反射法在線監(jiān)測水/DMSO/EVAL制膜體系成形過程。結(jié)果表明，UTDR技術(shù)能夠清晰識別鑄膜液或凝膠層界面超聲反射時域信號隨成膜時間的變化。通過對DMSO與水混合過程中溫度的變化(混合熱)、混合溶液濃度