PVDF-PAN共混膜及其水解改性研究.pdf

1、本文首先采用濕法相轉(zhuǎn)化法制備了聚偏氟乙烯(PVDF)/聚丙烯腈(PAN)共混膜，研究了PVDF/PAN共混體系的相容性，并討論了PVDF/PAN共混比例、溶劑、凝固浴溫度以及添加劑濃度和分子量對(duì)平板膜結(jié)構(gòu)和性能的影響，后通過干濕紡絲法和熔融紡絲拉伸法制備了PVDF/PAN中空纖維膜，通過水解制得具有pH響應(yīng)性行為的共混智能膜。
　　 通過濕法制備共混平板膜的研究發(fā)現(xiàn)：對(duì)比PVDF和PAN兩組分溶度參數(shù)，推斷PVDF/PAN應(yīng)屬于

2、部分相容體系，利用FT-IR掃描和動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析可得同樣的結(jié)果，且不同共混體系的相容性有差異。因此，在共混成膜的過程中PVDF和PAN發(fā)生界面相分離，形成微孔結(jié)構(gòu)。隨PAN含量的增加，PVDF/PAN共混膜水通量先增大后減小，且在PVDF/PAN為7/3時(shí)達(dá)到極值，添加.PAN后共混膜接觸角變小，親水性增加。溶劑為二甲基亞砜(DMSO)時(shí)共混膜通量明顯大于以二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基乙酰胺(DMAc)為溶劑制得的共混膜。凝固浴溫度直

3、接影響膜的性能，在50℃時(shí)獲得最大通量值。添加劑為PEG時(shí)其濃度和分子量大小都顯著的影響了共混膜的通透性。通過共混膜的DSC研究發(fā)現(xiàn)，共混促進(jìn)了PVDF的結(jié)晶作用，因部分相容性的差別影響了PAN的環(huán)化反應(yīng)。因PAN堿性水解成羧基，共混膜通量呈現(xiàn)明顯的pH響應(yīng)性。
　　 通過干濕法制備共混中空纖維膜研究發(fā)現(xiàn)：與PVDF和PAN膜相比，共混中空纖維膜膜結(jié)構(gòu)更疏松，且水通量明顯大于各組分水通量的加權(quán)計(jì)算值。通過正交試驗(yàn)研究了不同堿性水

4、解條件對(duì)共混膜性能的影響，水解程度太深會(huì)破壞膜的機(jī)械性能，對(duì)PVDF的碳骨架結(jié)構(gòu)沒有影響而PAN特征峰則有明顯變化。酸性水解后，PAN及PVDF(7/3)膜通量隨pn值均有明顯的變化。
　　 通過熔融紡絲法制備共混中空纖維膜研究發(fā)現(xiàn)：經(jīng)拉伸后共混膜的通透性較原來有明顯的增加，且隨拉伸比的增加，通量也呈增加趨勢(shì)，但拉伸比過大反而易導(dǎo)致膜孔閉合。對(duì)水解膜在不同pH下測(cè)定其鹽離子的響應(yīng)性，可知在酸性和堿性溶液中鹽離子對(duì)共混膜通量呈相反