基膜對硅橡膠復(fù)合膜富氧性能的影響研究.pdf

1、節(jié)能和環(huán)保是當(dāng)今世界能源領(lǐng)域的兩大主題，合理利用大氣中豐富的氧資源是開發(fā)新能源的熱點之一。與傳統(tǒng)的深冷法和變壓吸附法相比，膜法富氧具有流程簡單，操作方便，能耗低，操作彈性大等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)療、冶金等行業(yè)。富氧膜材料有很多，其中硅橡膠由于透氣性高而被廣泛使用。但因其機械強度不高，一般將其復(fù)合在微孔基膜上制備成復(fù)合膜使用。復(fù)合膜的性能不僅取決于有選擇性的表面皮層，而且受基膜材料、孔結(jié)構(gòu)等因素的影響，因此合理選用與硅橡膠匹配的基膜是

2、制備高性能富氧膜的關(guān)鍵。本文以聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚砜(PSF)作為基膜材料制備了硅橡膠復(fù)合膜，研究了不同鑄膜液體系的相分離行為，考察了基膜材料及結(jié)構(gòu)對復(fù)合膜性能的影響。 論文首先考察了在25℃下沉淀劑水對PC、PEI和PSF三種鑄膜液體系的相分離行為，并用線性濁點關(guān)系式(LCP關(guān)系)對鑄膜液體系的濁點數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸。由回歸結(jié)果可知：線性回歸曲線的斜率b相同時，截距數(shù)值|a|越大，沉淀劑對聚合物溶液的沉淀能

3、力越強。實驗中水對三種聚合物溶液的沉淀能力順序為：PC>PEI>PSF。實驗進(jìn)一步考察了不同溫度下非溶劑Y-丁內(nèi)酯(γ-GBL)對PC鑄膜體系相分離的影響，并依據(jù)LCP線性回歸結(jié)果外推計算三元體系的雙節(jié)線，由此得到了鑄膜液體系中非溶劑添加劑的上限含量，為鑄膜液體系的構(gòu)建提供了可靠的依據(jù)。 其次研究了制膜條件對基膜結(jié)構(gòu)與性能的影響。分別選用PC、PEI和PSF為膜材料，以N-甲基吡咯烷酮(NMP)為溶劑，γ-GBL為添加劑，水為凝

4、膠液，系統(tǒng)地研究了聚合物濃度和添加劑用量對膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。實驗所制備的基膜均為指狀孔結(jié)構(gòu)，分離系數(shù)在0.9左右，其中PSF基膜的氧氣滲透速率最大，為25700 GPU。 以硅橡膠為選擇層材料，采用浸漬涂敷法制備硅橡膠復(fù)合膜，系統(tǒng)地研究了聚合物濃度、添加劑用量及硅橡膠濃度對復(fù)合膜性能的影響。在具有穩(wěn)定分離系數(shù)的前提下，以PC、PEI、PSF三種膜材料所制備的復(fù)合膜的最大氧氣滲透速率分別為233、224和266 GPU。最后利用