復(fù)合中空纖維膜制備研究.pdf

1、聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride，PVDF)是一種半結(jié)晶型聚合物，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、抗氧化性、耐腐蝕性、耐酸堿性等，被認(rèn)為是可用于制備多孔分離膜的理想材料。目前常用“非溶劑致相分離法”(NIPS)制備中空纖維膜，易生成指狀孔或空洞結(jié)構(gòu)，致使中空纖維膜的斷裂強(qiáng)力較弱，在使用中易出現(xiàn)膜絲斷裂的問題。為了解決此問題，國內(nèi)外研究人員就增強(qiáng)膜做了深入的研究，如纖維編織復(fù)合，添加無機(jī)粒子，熱致相法等制備出了具有高斷裂強(qiáng)

2、力的中空纖維膜。
　　本文提出了一種新的中空纖維膜增強(qiáng)方法。采用非溶劑致相分離法，將聚偏氟乙烯鑄膜液和作為基膜的高固含量聚偏氟乙烯鑄膜液，與芯液一起，通過特殊結(jié)構(gòu)的紡絲噴頭同時擠出，制備了復(fù)合中空纖維膜。保留原膜的外皮層結(jié)構(gòu)，將中間層和內(nèi)皮層替換為高固含量的中空纖維膜結(jié)構(gòu)。期望復(fù)合膜保持原有孔徑和高通量，同時具有更高的斷裂強(qiáng)力。研究復(fù)合前后膜形態(tài)結(jié)構(gòu)和性能的變化。結(jié)果表明，復(fù)合之后中空纖維膜外皮層結(jié)構(gòu)變化不大，支撐體部分具有高固含

3、量膜的海綿體結(jié)構(gòu)。與復(fù)合前相比，膜分離孔徑從0.37μm減小到0.31μm，減小16％，純水通量下降45％，復(fù)合膜的斷裂強(qiáng)力提高41％，破裂壓力增大42％，膜力學(xué)強(qiáng)度顯著增強(qiáng)。這種復(fù)合方式可以實現(xiàn)增強(qiáng)目的。
　　與復(fù)合前相比，復(fù)合膜斷裂強(qiáng)力顯著提高，但膜通量有所下降，這是由于復(fù)合膜皮層較薄，紡絲過程中復(fù)合層鑄膜液與基膜膜液存在相互融合現(xiàn)象，實際改變了復(fù)合層鑄膜液的配方。因此，進(jìn)一步通過調(diào)整復(fù)合層鑄膜液配方以達(dá)到補(bǔ)償目的，研究復(fù)合層

4、鑄膜液配方對膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明，隨著復(fù)合層聚偏氟乙烯固含量減少，靠近外皮層的指狀孔結(jié)構(gòu)向大空穴結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，外表面開孔數(shù)和孔徑增加，純水通量增大，斷裂強(qiáng)力有所減小。
　　在此基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)復(fù)合膜通量仍低于預(yù)期，說明基膜的結(jié)構(gòu)對于復(fù)合膜的通量存在一定程度的影響，因此，擬通過調(diào)整基膜鑄膜液配方，研究其對復(fù)合膜性能的影響。結(jié)果表明，降低支撐層鑄膜液PVDF固含量，復(fù)合膜支撐層海綿體結(jié)構(gòu)變得疏松，純水通量和孔隙率相應(yīng)增大，斷裂強(qiáng)力和破