溶液相轉(zhuǎn)化法PVDF-PU共混膜研究.pdf

1、本文以DMAc為共溶劑，將聚氨酯(PU)作為分散相混入到基質(zhì)相聚偏氟乙烯(PVDF)鑄膜液中，分別采用溶液相轉(zhuǎn)化法制備得PVDF、PU及PVDF/PU共混平板膜和中空纖維膜。通過(guò)相圖分析了混入PU前后所得膜結(jié)構(gòu)與性能的變化，結(jié)合聚合物共混界面相分離原理探討了PVDF與PU共混成膜過(guò)程中界面孔的形成及對(duì)所得膜壓力響應(yīng)行為的影響。
　　 針對(duì)制備的PVDF平板膜和PVDF/PU共混平板膜，對(duì)比研究了其溶液相轉(zhuǎn)化法成膜過(guò)程，分析了凝固

2、浴溫度及組成等對(duì)其孔結(jié)構(gòu)及性能的影響，結(jié)果表明：凝固浴對(duì)PVDF膜結(jié)構(gòu)及性能的影響顯著，隨著凝固浴溫度降低，其橫截面指狀孔尺寸相對(duì)于膜厚尺寸變大，當(dāng)凝固浴溫度為10℃時(shí)，指狀孔幾乎貫穿整個(gè)膜厚，不同凝固浴溫度下制備的膜均不具備水通量，斷裂強(qiáng)力及斷裂生長(zhǎng)率則隨著凝固浴溫度下降而變小，當(dāng)凝固浴為50％的二甲基乙酰胺(DMAc)水溶液時(shí)，膜成形時(shí)分相速度緩慢，橫截面中指狀孔消失；混入PU后，PVDF/PU共混膜在成形過(guò)程中分相速度加快，凝固速

3、率提高，進(jìn)而使得其橫截面指狀孔相對(duì)于膜厚尺寸增加，上表面出現(xiàn)凹陷，膜上表面接觸角由89°減小到81°即膜的親水性增強(qiáng)，且膜具備了水通量，斷裂伸長(zhǎng)率增大，而斷裂強(qiáng)力和耐堿性下降。凝固浴溫度及組成對(duì)PVDF/PU膜結(jié)構(gòu)及性能的影響顯著，隨凝固浴溫度由70℃下降至10℃，膜上表面圓形凹陷變得密集，指狀孔相對(duì)膜厚尺寸增大，而斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率下降，而凝固浴由水變?yōu)?0％的DMAc水溶液時(shí)，由于傳質(zhì)速率下降，鑄膜液分相速度減慢，生成的膜指狀孔尺

4、寸變小。
　　 研究了因PVDF與PU二者相容性差異導(dǎo)致的界面孔形成過(guò)程及其對(duì)膜結(jié)構(gòu)與性能的影響，結(jié)果表明，PVDF/PU共混比對(duì)膜界面孔尺寸及性能影響較大，隨著共混質(zhì)量比(mPVDF/mPU)由9/1變化為1/9、5/5，膜界而孔尺寸變大，孔隙率和通量增大；而隨著PVDF/PU膜中PVDF含量減少，膜結(jié)晶度降低；共混比mPVDF/mPU為9/1和5/5的膜水通量均表相出一定的壓力響應(yīng)性，而共混比mPVDF/mPU為1/9時(shí)，由

5、于PU耐壓性差，當(dāng)壓力升高到0.125MPa時(shí)，膜被壓實(shí)，膜孔沒(méi)有通透性，無(wú)壓力響應(yīng)性。
　　 綜合上述研究結(jié)果，進(jìn)行紡絲試驗(yàn)，結(jié)果表明，隨著分散相PU含量增加，PVDF/PU共混中空纖維膜的可紡性變差。當(dāng)PVDF/PU體積比為8/2、7/3時(shí)，中空纖維膜中產(chǎn)生較大缺陷，使得后拉伸不具可行性；隨后拉伸倍數(shù)增加，PVDF/PU中空纖維膜孔間通透性增強(qiáng)，界面孔尺寸增大，水通量增加，在同一拉伸倍數(shù)下，PVDF/PU中空纖維膜水通量均大