溶液相轉(zhuǎn)化法相分離過(guò)程降溫速率模擬研究.pdf

1、相分離過(guò)程中受到一系列因素的影響，已經(jīng)有不少的研究人員做過(guò)較為系統(tǒng)的研究，但大都針對(duì)凝固浴溫度、初始鑄膜液溫度、聚合物相容性等這些影響因素本身對(duì)相分離過(guò)程的影響，很少涉及由這些影響因素引起的溫度變化的作用。本論文針對(duì)這一方面的空白，用計(jì)算機(jī)軟件作為輔助，建立模型，預(yù)測(cè)相分離過(guò)程中由這些因素引起的溫度變化的路徑和產(chǎn)生原因，通過(guò)模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合探討溫度變化對(duì)膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生的影響。
　　 在一系列假設(shè)的基礎(chǔ)上，本論文研究和建立

2、了平板膜相分離過(guò)程溫度演變模型，通過(guò)MATLAB計(jì)算機(jī)軟件輔助，以聚氨酯/N，N-二甲基乙酰胺/水(PU/DMAc/H2O)體系為例，模擬預(yù)測(cè)了凝固浴溫度、初始鑄膜液溫度和膜厚對(duì)相分離溫度變化的影響，并從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩方面分析了產(chǎn)生這種影響的原因。同時(shí)，制備了PU/nMAc/SiO2/H2O體系平板膜，分別對(duì)不同的凝固浴溫度、不同的初始鑄膜液溫度以及不同厚度下，溫度變化路徑對(duì)膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)與性能的影響進(jìn)行了分析和討論，發(fā)現(xiàn)凝固浴溫度、初

3、始鑄膜液溫度和膜厚都通過(guò)熱傳導(dǎo)或雙擴(kuò)散，對(duì)相分離溫度的下降速率產(chǎn)生影響，而不論由何種因素引起的變化，降溫速率快則生成的膜表層孔較為疏松，亞層孔發(fā)展較好，但降溫速率過(guò)快則導(dǎo)致體系不穩(wěn)，膜孔均勻性變差。
　　 借鑒平板膜模型的經(jīng)驗(yàn)，建立中空纖維膜相分離溫度演變模型，以PU/DMAc/H2O體系為例，模擬預(yù)測(cè)了凝固浴溫度、卷繞速率和溶劑選取對(duì)相分離溫度變化的影響，同時(shí)，采用濕法制備了PU/DMAc/SiO2/H2O體系中空纖維膜，分別