添加劑對(duì)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(jiǎn)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(duì)高分子、納米粒子等幾類(lèi)單一或復(fù)合添加劑對(duì)PVDF膜結(jié)構(gòu)與性能的影響進(jìn)行了研究。
　　首先，通過(guò)鑄膜液熱力學(xué)性質(zhì)分析、粘度和凝膠速率測(cè)定，探討了添加劑對(duì)制膜體系熱力學(xué)和凝膠動(dòng)力學(xué)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(xué)穩(wěn)定性變差，強(qiáng)化分相過(guò)程。
　　使用掃描電鏡觀察、接觸角測(cè)量、氣通量測(cè)試和機(jī)械性能測(cè)試等方法，對(duì)高分子類(lèi)、納米粒子類(lèi)、無(wú)機(jī)鹽類(lèi)及液體非溶劑類(lèi)等4類(lèi)添加劑中的若干單一添加劑對(duì)PVDF膜結(jié)構(gòu)與性能的影響進(jìn)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(lèi)添加劑促使膜底面生成更多的球晶，有利于保持甚至增強(qiáng)膜的疏水性，但膜的氣

3、通量減?。粺o(wú)機(jī)鹽類(lèi)添加劑使膜底面粗糙度增大，且在疏水性、氣通量和機(jī)械性能等方面表現(xiàn)均較好；非溶劑添加劑均會(huì)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(qiáng)，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(jī)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(lèi)型添加劑均能使膜的機(jī)械性能保持良好。
　　在上述研究的基礎(chǔ)上，選擇不同種類(lèi)的添加劑進(jìn)行復(fù)配，考察了復(fù)合添加劑及其配比對(duì)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(fù)合添加劑，當(dāng)SiO2的質(zhì)量含量為1.5wt％、H3PO4的質(zhì)量含量為2wt%時(shí)膜的綜合性能最優(yōu)，接觸角為142.6°，0.06 MPa下氣通量達(dá)0.055 m3·m-2·s-1，拉伸強(qiáng)度4.18 MPa；采用PVP-SiO2復(fù)合添加劑，當(dāng)SiO2的質(zhì)量含量為1.5wt%、PVP的質(zhì)量含量為2wt%時(shí)，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-