聚偏氟乙烯成膜強度及減壓膜蒸餾機理研究.pdf

1、膜蒸餾(MD)是一種新型的膜分離過程，在純水的制備、海水淡化和溶液濃縮等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，但目前MD還沒有大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，主要因為:
　　(1)MD工藝過程需要進一步優(yōu)化;
　　(2)需要開發(fā)高性能的MD膜材料。
　　本文針對以上問題，研究了減壓膜蒸餾(VMD)過程機理，得到工藝條件對溫度極化系數(shù)（TPC）、濃差極化系數(shù)（CPC）和通量的影響規(guī)律，通過選擇較優(yōu)的工藝條件，提高VMD過程傳熱、傳質(zhì)效率;并且從膜成形

2、后的熱處理和成膜過程兩方面入手，研制了具有高斷裂強力的疏水聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維膜。
　　首先，從膜成型后的熱處理入手，通過甘油浴熱處理非溶劑致相分離法(NIPS)法制備的PVDF中空纖維膜，討論了熱處理溫度和冷卻速度對膜的晶型轉(zhuǎn)變、結(jié)晶度、形態(tài)結(jié)構(gòu)和斷裂強力的影響，發(fā)現(xiàn)在重結(jié)晶過程中α晶型的形成對膜強度貢獻較大，并且通過選擇合適的熱處理條件可以提高膜的斷裂強力。
　　然后，通過熱致相分離法(TIPS)制備PVDF微

3、孔膜，討論了PVDF固含量和溶解溫度對膜結(jié)晶行為、結(jié)構(gòu)和拉伸強度的影響。發(fā)現(xiàn)降低溶解溫度可以改變膜結(jié)構(gòu)，形成具有雙連續(xù)結(jié)構(gòu)的PVDF微孔膜，顯著提高膜的強度。采用低溫?zé)嶂孪喾蛛x法(LT-TIPS)，使用混合溶劑，通過調(diào)節(jié)鑄膜液的濁點溫度，在LT-TIPS成膜過程中同時發(fā)生NIPS和TIPS成膜機理，考察了不同成膜機理與膜的結(jié)構(gòu)和強度之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)LT-TIPS法可以有效地抑制相轉(zhuǎn)化法成膜過程中指狀孔和球形顆粒的形成，制備的具有雙連續(xù)結(jié)

4、構(gòu)的中空纖維膜斷裂強力達到了182cN，并有望制備出更高斷裂強力的膜。
　　同時，通過NIPS法、熔融拉伸法、TIPS法和蒸發(fā)溶劑法制備了PVDF膜，考察了不同成膜機理對膜的結(jié)晶行為、結(jié)構(gòu)及拉伸強度的影響。研究發(fā)現(xiàn)結(jié)晶度和晶型對不同方法制備膜的拉伸強度影響不明顯，拉伸強度主要由PVDF成膜后的結(jié)晶形態(tài)決定，形成完善球晶結(jié)構(gòu)的膜具有較高的拉伸強度。
　　最后，利用特殊結(jié)構(gòu)的紡絲噴頭研制了具有異形結(jié)構(gòu)如:兩芯、一字形三芯和品字形