低溫?zé)嶂孪喾蛛x法制備聚偏氟乙烯中空纖維多孔膜的研究.pdf

1、聚偏氟乙烯(PVDF)分離膜具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐污染性，因此近年來備受人們的關(guān)注。目前，制備PVDF多孔膜的方法主要有非溶劑致相分離法(NIPS)、熱致相分離法(TIPS)和熔紡-拉伸法(MSCS)。其中，非溶劑致相分離法可得到高通量的PVDF分離膜，但是易生成大空洞膜結(jié)構(gòu)，致使膜強(qiáng)度較弱。熱致相分離法制膜溫度較高，通常高于聚合物的熔點(diǎn)溫度，對(duì)紡絲設(shè)備要求較高；另外，致使一些常用的親水性高分子添加劑(PVP、PEG、PVA)因?yàn)闊岱?/p>

2、解而不能加入，難以得到親水性好的TIPS法PVDF分離膜。NIPS法制膜強(qiáng)度較弱和TIPS法制膜溫度過高的問題對(duì)制膜方法的改進(jìn)提出了更高的要求。
　　 本論文提出了一種新的制膜方法-低溫?zé)嶂孪喾蛛x法(L-TIPS)。通過干-濕法紡絲工藝制備了聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維多孔膜。通過改變鑄膜液中PVDF固含量及紡絲工藝參數(shù)如外凝固浴溫度、芯液溫度和入水距離，考察了熱致相分離機(jī)理和非溶劑致相分離機(jī)理的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)膜形態(tài)結(jié)構(gòu)和性能的影響。

3、結(jié)果表明：
　　 (1)L-TIPS法成膜過程中同時(shí)發(fā)生了非溶劑致相分離機(jī)理和熱致相分離機(jī)理，成膜過程中存在著兩種機(jī)理的競(jìng)爭(zhēng)；
　　 (2)L-TIPS法比傳統(tǒng)熱致相分離法制膜溫度低，能夠添加常用的親水性高分子添加劑(PVP、PEG、PVA)，制備親水性好的L-TIPS法PVDF分離膜；
　　 (3)與單純非溶劑致相分離法成膜相比，L-TIPS法成膜斷面未出現(xiàn)大的空穴，僅有少量指狀孔，中部為海綿體結(jié)構(gòu)或球粒狀結(jié)構(gòu)

4、，內(nèi)外表面均有皮層，增強(qiáng)了膜的抗污染性能和強(qiáng)度；
　　 (4)在一定的PVDF固含量下，鑄膜液濁點(diǎn)溫度與凝固浴溫差越大，壁厚越厚，熱致相分離作用越明顯，非溶劑致相分離作用相對(duì)減弱，膜斷面指狀孔比例減小，海綿體結(jié)構(gòu)或球粒狀結(jié)構(gòu)比例增大，膜的純水通量和強(qiáng)度均有所提高；
　　 (5)隨著鑄膜液中PVDF固含量的增大，膜斷面指狀孔數(shù)量減少且短小，比例減小，中部由海綿體結(jié)構(gòu)發(fā)展為球粒狀結(jié)構(gòu)。膜的強(qiáng)度增大，純水通量和孔隙率下降；