PVDF相轉化成膜機理及制膜規(guī)律研究.pdf

1、該文研究了干濕相分離法制備聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride)微孔膜時的成膜機理和各種因素對膜結構的影響.在實驗研究的基礎上,提出了動態(tài)分相、濃相固化濃度線、預凝膠結構等新概念,對濕法相轉換成膜機理和制膜規(guī)律作了研究.認為在制膜時,任一鑄膜液微分區(qū)內(nèi)分相是和傳質(zhì)過程同時進行,互相影響的一個動態(tài)過程;動態(tài)分相時由成核-生長機理、或旋節(jié)分相機理形成的濃稀相結構僅僅是膜的預凝膠結構,該預凝膠結構在界面張力、膨脹應力等外

2、力作用下,聚合物濃相和聚合物稀相的形態(tài)會發(fā)生長大、聚并、變形等粗化過程;只有當濃相組成越過濃相固化濃度線后,當時當?shù)氐哪z結構才固定下來,形成最終的膜結構.研究了PVDF溶液在不同狀態(tài)下的力學性能和相分離特性.研究了添加劑對相分離過程的影響,濁點法測定了各添加劑時不同溫度下PVDF溶液體系的相圖,采用自制光透射儀測定了成膜時的相分離過程,發(fā)現(xiàn)添加PVP、PEG、LiCl的PVDF鑄膜液體系在成膜過程中都存在凝膠分相和液液分相兩種相變方式

3、,在30~60℃區(qū)間凝膠分相在較低的非溶劑濃度下先于液液分相發(fā)生,升高溫度使凝膠分相趨向在較高的非溶劑濃度下發(fā)生,LiCl作為添加劑較PEG、PVP對鑄膜液有較強的致凝膠作用.研究進一步發(fā)現(xiàn)對PVDF-DMAc-PVP-H<,2>O鑄膜液體系,較低的鑄膜液溫度和凝膠浴溫度有利于增加膜的有效孔隙率,同時減小了平均孔徑;在鑄膜液中加入非溶劑是提高膜性能的一種手段,根據(jù)該文中關于相圖的測定和制膜實驗結果,在鑄膜液中加入6.5wt％的非溶劑水能

4、得到有較好性能的膜;未加非溶劑的鑄膜液隨溶劑的蒸發(fā)不會發(fā)生凝膠分相,所以膜性能受蒸發(fā)時間的影響較小,而加入非溶劑的鑄膜液受蒸發(fā)時間的影響較顯著;隨蒸發(fā)時間的增加,平均孔徑增加,有效孔隙率減小,所以制膜時較短的蒸發(fā)時間有利于得到高性能的膜.隨聚合物濃度的減小,膜有效孔隙率和平均孔徑逐漸增加,在制平板膜時可以選擇較低聚合物濃度的鑄膜液以得到高性能的膜.在對制膜規(guī)律研究的基礎上,制得PVDF微孔膜,泡點法測定孔徑,最大孔徑為0.63 μ m,