無機粒子-聚偏氟乙烯復合膜研究.pdf

1、本文利用聚合物共混界面相分離原理,結合添加劑洗出成孔,以聚偏氟乙烯為共混基質,聚乙二醇為添加劑,碳酸鈣為無機粒子分散相,采用Loeb-Sourirakan相轉化法,制備得碳酸鈣/聚偏氟乙烯復合平板膜及碳酸鈣/聚偏氟乙烯復合中空纖維膜。采用熔融紡絲技術,以聚偏氟乙烯為基質,NA為無機粒子分散相,適當添加稀釋劑,經(jīng)較低的紡絲溫度制得聚偏氟乙烯中空纖維膜。 本文通過Loeb-Sourirakan相轉化法制備了碳酸鈣/聚偏氟乙烯復合平板

2、膜,結合實驗結果,研究了界面孔的形成及對添加劑洗出形成的非界面孔的調節(jié)作用。同時探討了碳酸鈣含量、凝固浴溫度、聚乙二醇含量、聚乙二醇分子量及碳酸鈣粒徑對最終復合平板膜結構和性能的影響。 對CaCO3/PVDF復合平板膜水通量、截留率等性能的測試,結果表明：未添加PEG條件下,隨CaCO3含量的增加,復合膜的水通量呈現(xiàn)先增加后減少再增加的趨勢。在不含成孔劑、未加入CaCO3時,膜的水通量幾乎為0,而加入CaCO3后,通量成倍增加。

3、添加PEG后,復合平板膜水通量明顯增大。且隨著PEG分子量及含量的增大,復合平板膜水通量增加。結合對CaCO3/PVDF復合平板膜微孔結構的觀察,結果發(fā)現(xiàn)：加入CaCO3粒子后,CaCO3與PVDF兩相間產(chǎn)生了明顯的界面孔。而添加劑PEG的加入,打破了復合平板膜的致密皮層,加大了復合膜界面孔的尺寸,形成包括界面孔及非界面孔的多重微孔結構。并且隨著添加劑分子量及含量的增大,復合平板膜微孔孔腔越大,孔間連通性增加,形成的膜結構越疏松。另外,

4、研究發(fā)現(xiàn)凝固浴溫度對CaCO3/PVDF復合平板膜成形及水通量有非常顯著的影響。當凝固浴溫度為60℃時,膜成形較快,收縮劇烈,形成許多褶皺,通量較低；而當凝固浴溫度為10℃時,膜成形較慢,粗化時間長,膜平整光滑,通量大幅度升高。 對CaCO3/PVDF復合中空纖維膜孔隙率、水通量、截留率等性能的測試,結果表明：通過加入CaCO3,提高了復合中空纖維膜的孔隙率和親水性,在保持甚至提高復合膜截留率的基礎上,增加了復合中空纖維膜的水通

5、量。且添加納米級CaCO3的復合膜水通量是添加微米級CaCO3復合膜水通量的1.7倍。并且復合中空纖維膜的強度也有明顯增大。結合對CaCO3/PVDF中空纖維膜微孔結構的觀察,結果發(fā)現(xiàn)：加入CaCO3后,復合中空纖維膜大孔腔減少,結構變得致密。 本文通過熔融紡絲的方法制備了PVDF中空纖維膜,研究表明：稀釋劑的加入有效的降低了熔融紡絲溫度；同時偶聯(lián)劑的加入有效改善了無機粒子NA/FVDF共混物的可紡性。PVDF中空纖維膜經(jīng)NaO