PU復(fù)合膜的制備及其性能研究.pdf

1、本論文采用濕法相轉(zhuǎn)化方法制備了聚氨酯/二氧化硅（PU/SiO2）復(fù)合膜、選用不同聚合度的聚氯乙烯(PVC)以及不同羥基值的聚乙烯醇縮丁醛(]PVB)樹脂.分別與PU/SiO2復(fù)合制備了PU/PVC/SiO2和PU/PVB/SiO2復(fù)合膜，對不同配方進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，測試和評價了鑄膜液中PU分子鏈的運(yùn)動、相分離動力學(xué)及膜性能；采用掃描電子顯微鏡(SEM)和濕干流動孔隙儀對膜的微孔形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全面表征和討論。
　　 采用NMR測試

2、了PU分子鏈運(yùn)動弛豫時間T1值，研究分子鏈運(yùn)動對膜微孔結(jié)構(gòu)的影響。SiO2、界面改性劑、PVC、PVB的加入，均使T1值減小，即PU分子鏈纏結(jié)減少，PU分子鏈易于運(yùn)動。
　　 測定了光透射曲線，回歸擬合計算最初3s時間內(nèi)的曲線斜率，從相分離動力學(xué)角度定量分析斜率值大小對膜結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)SiO2、PVC和PVB的加入，可使分相速度不同程度地加快。將相圖結(jié)果與動力學(xué)分析相結(jié)合，討論了該系列體系的相分離機(jī)理及其對微孔結(jié)構(gòu)的影響。

3、r>　　 在PU/SiO2復(fù)合膜中，含有SiO2比表面積大、粒徑小的PU復(fù)合膜性能有較大幅度的提高；界面改性劑的加入使SiO2易于分散，水通量隨SiO2用量的增加呈上升趨勢，而截留率呈先上升后下降趨勢；DMA結(jié)果顯示，在PU/SiO2復(fù)合膜中PU的Tg變化不大。在PU/SiO2中，加入適量的一般聚合度PVC-3可使PU/PVC/SiO2復(fù)合膜的水通量和截留率都有較大幅度的提高，高聚合度聚氯乙烯(HPVC)/PVC-3質(zhì)量比為60/40

4、時，膜的截留率較大，水通量較小，而隨HPVC用量增加，截留率和水通量均下降。同樣，含有PVB的PU/PVB/SiO2復(fù)合膜性能有一定提高，羥基含量低的PU/PVB-1復(fù)合膜的截留率較高，水通量較低。用DMA測試了兩個體系的相容性，結(jié)果顯示PU與PVC有較好的相容性，與PVB的相容性則相對較差。將所制備的PU復(fù)合膜用于處理造紙黑液，其中PU/PVC/SiO2復(fù)合膜對黑液中的化學(xué)需氧量(COD)及色度的去除率分別可以達(dá)到76.6％和86.9

5、％。對PU復(fù)合膜進(jìn)行了SEM測試，并采用分形數(shù)學(xué)方法對膜試樣斷面SEM照片進(jìn)行了分形維數(shù)計算，結(jié)果表明，PU膜中的指狀孔尺寸較大，而加入SiO2、界面改性劑、PVC或PVB的PU復(fù)合膜，指狀孔尺寸減小，使得到的分形維數(shù)增加。
　　 使用濕干流動孔隙儀對不同的PU復(fù)合膜進(jìn)行了微孔形態(tài)結(jié)構(gòu)的量化表征，表明在相同條件下，加入SiO2所得PU復(fù)合膜的孔徑尺寸分布比較均勻，在此基礎(chǔ)上加入PVC或PVB可以改善PU/SiO2復(fù)合膜微孔形態(tài)結(jié)