雙螺桿擠出—拉伸法聚氨酯系中空纖維膜研究.pdf

1、本文量化考察了在線紡絲工藝對聚氨酯(PU)系中空纖維微孔膜結(jié)構(gòu)的影響，分析和優(yōu)化了后處理條件;同時在實驗室條件下利用幾種常見污染物對所得中空纖維膜的污染機(jī)理進(jìn)行研究;將PU與乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)共混，討論了共混比對制得膜形貌及性能的影響;借助有限元模型從力學(xué)角度分析了聚氨酯系中空纖維膜承壓后微孔結(jié)構(gòu)的變化。
　　利用雙螺桿擠出-拉伸法制得了PU系中空纖維膜，結(jié)合圖像處理軟件量化考察了凝固浴溫度對制得膜孔結(jié)構(gòu)的影響。研究

2、發(fā)現(xiàn)，紡絲流體從噴絲頭擠出后進(jìn)入的第一段凝固浴溫度對制得膜孔徑大小及其分布有著顯著影響;第一段凝固浴溫度升高，可使中空纖維膜內(nèi)、外徑同時減小，同時，膜外表面孔隙率、貫通孔平均直徑和外壓水通量均提高;凝固浴溫度與PU硬段玻璃化轉(zhuǎn)變溫度相關(guān)，初生中空纖維膜成形時徑向溫度梯度與膜表面孔結(jié)構(gòu)的形成有關(guān)。
　　分別考察了松弛和緊張熱定型對PU系中空纖維膜結(jié)構(gòu)與性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)后處理溫度略高于聚氨酯硬段玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時，制得膜水通量較

3、高;綜合考慮水通量、形貌、孔徑分布和力學(xué)性能，確定PU系中空纖維膜最佳后處理條件為:3倍拉伸條件下，在50℃水浴中處理50min。
　　分別考察了無機(jī)物微粒和有機(jī)物對0.18-0.22μm的PU系中空纖維膜的污染機(jī)理。結(jié)果表明，無機(jī)物污染主要由膜表面形成濾餅層所引起的，通過簡單反洗即可使水通量大幅度回復(fù);有機(jī)物污染過程為:膜孔內(nèi)吸附-膜表面沉積形成濾餅層，對于親水性有機(jī)物海藻酸鈉的污染可通過反洗較大幅度清除，而對于疏水性有機(jī)物腐植

4、酸所引起的污染不能通過簡單反洗進(jìn)行清除。
　　將PU與EVA共混制得了PU/EVA共混中空纖維膜。當(dāng)PU/EVA質(zhì)量比為1∶3時，制得膜的孔徑分布在0.11-0.26μm之間，且95％集中在0.11-0.13μm，較PU、EVA膜分布窄，且其水通量-壓力循環(huán)曲線重合度較高。
　　利用有限元軟件建立整體模型和微孔模型，分析了PU系中空纖維膜承壓后孔結(jié)構(gòu)的變化。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓力低于0.1MPa時，計算值與實測值基本吻合，表明此區(qū)