熱致相分離法iPP中空纖維微孔膜的制備研究.pdf

1、相比于較成熟的熔融-冷拉伸法，熟致相分離(TIPS)法制備的iPP膜具有滲透性能好、孔徑可調(diào)、孔徑分布窄、力學(xué)強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。本文以聚丙烯(iPP)為原料、γ為成腔流體、δ和水分別作為凝固浴，利用熱致相分離(TIPS)法制備了聚丙烯中空纖維膜，研究了聚丙烯熔融指數(shù)、冷卻速率及擴(kuò)散傳質(zhì)對(duì)膜形態(tài)結(jié)構(gòu)及性能的影響。 本文建立了膜冷卻過(guò)程中溶劑蒸發(fā)和傳熱數(shù)學(xué)模型，通過(guò)求解傳熱數(shù)學(xué)模型和對(duì)其結(jié)果的分析討論，優(yōu)化紡絲過(guò)程，以改善膜的性能。結(jié)果

2、表明以δ或水為凝固浴時(shí)，膜的外層的冷卻速率離于膜內(nèi)層，得到非對(duì)稱的膜結(jié)構(gòu)。引用了擴(kuò)散傳質(zhì)理論，分析討論了成腔流體、凝固浴和制膜稀釋劑之間的擴(kuò)散對(duì)膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。 實(shí)驗(yàn)中首次使用γ為成腔流體及δ為凝固浴進(jìn)行了聚丙烯中空纖維膜的制備研究。發(fā)現(xiàn)以γ為成腔流體時(shí)，膜的內(nèi)表面結(jié)構(gòu)為高度連通的纖維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，比以氮?dú)鉃槌汕涣黧w得到的胞腔孔結(jié)構(gòu)有了明顯的改善。以δ為凝固浴時(shí)膜的外表面為不規(guī)則的胞腔孔結(jié)構(gòu)，孔數(shù)較多；以水為凝固浴時(shí)膜的外表面

3、主要為小胞腔孔結(jié)構(gòu)，且孔數(shù)較少。研究發(fā)現(xiàn)隨著凝固浴溫度的升高，。膜的純水通量增加，膜的平均孔徑增大，但膜的爆破強(qiáng)度與拉伸強(qiáng)度有所下降，抗壓密性能變差。以δ代替水作為凝固時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)膜的平均孔徑變大，純水通量、孔隙率和膜強(qiáng)度都有所增加，表明沸點(diǎn)高、傳熱慢且與制膜稀釋劑有一定相容性的溶劑作為凝固浴對(duì)提高膜的性能有利。 結(jié)果表明，δ為凝固浴和水分別作為凝固時(shí)，共溶劑配比α對(duì)膜的性能影響不大，冷卻速率和擴(kuò)散傳質(zhì)速率是影響膜結(jié)構(gòu)和性能的主