無機粒子-聚偏氟乙烯復(fù)合膜研究.pdf

1、本文利用聚合物共混界面相分離原理,結(jié)合添加劑洗出成孔,以聚偏氟乙烯為共混基質(zhì),聚乙二醇為添加劑,碳酸鈣為無機粒子分散相,采用Loeb-Sourirakan相轉(zhuǎn)化法,制備得碳酸鈣/聚偏氟乙烯復(fù)合平板膜及碳酸鈣/聚偏氟乙烯復(fù)合中空纖維膜。采用熔融紡絲技術(shù),以聚偏氟乙烯為基質(zhì),NA為無機粒子分散相,適當添加稀釋劑,經(jīng)較低的紡絲溫度制得聚偏氟乙烯中空纖維膜。 本文通過Loeb-Sourirakan相轉(zhuǎn)化法制備了碳酸鈣/聚偏氟乙烯復(fù)合平板

2、膜,結(jié)合實驗結(jié)果,研究了界面孔的形成及對添加劑洗出形成的非界面孔的調(diào)節(jié)作用。同時探討了碳酸鈣含量、凝固浴溫度、聚乙二醇含量、聚乙二醇分子量及碳酸鈣粒徑對最終復(fù)合平板膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。 對CaCO3/PVDF復(fù)合平板膜水通量、截留率等性能的測試,結(jié)果表明：未添加PEG條件下,隨CaCO3含量的增加,復(fù)合膜的水通量呈現(xiàn)先增加后減少再增加的趨勢。在不含成孔劑、未加入CaCO3時,膜的水通量幾乎為0,而加入CaCO3后,通量成倍增加。

3、添加PEG后,復(fù)合平板膜水通量明顯增大。且隨著PEG分子量及含量的增大,復(fù)合平板膜水通量增加。結(jié)合對CaCO3/PVDF復(fù)合平板膜微孔結(jié)構(gòu)的觀察,結(jié)果發(fā)現(xiàn)：加入CaCO3粒子后,CaCO3與PVDF兩相間產(chǎn)生了明顯的界面孔。而添加劑PEG的加入,打破了復(fù)合平板膜的致密皮層,加大了復(fù)合膜界面孔的尺寸,形成包括界面孔及非界面孔的多重微孔結(jié)構(gòu)。并且隨著添加劑分子量及含量的增大,復(fù)合平板膜微孔孔腔越大,孔間連通性增加,形成的膜結(jié)構(gòu)越疏松。另外,

4、研究發(fā)現(xiàn)凝固浴溫度對CaCO3/PVDF復(fù)合平板膜成形及水通量有非常顯著的影響。當凝固浴溫度為60℃時,膜成形較快,收縮劇烈,形成許多褶皺,通量較低；而當凝固浴溫度為10℃時,膜成形較慢,粗化時間長,膜平整光滑,通量大幅度升高。 對CaCO3/PVDF復(fù)合中空纖維膜孔隙率、水通量、截留率等性能的測試,結(jié)果表明：通過加入CaCO3,提高了復(fù)合中空纖維膜的孔隙率和親水性,在保持甚至提高復(fù)合膜截留率的基礎(chǔ)上,增加了復(fù)合中空纖維膜的水通

5、量。且添加納米級CaCO3的復(fù)合膜水通量是添加微米級CaCO3復(fù)合膜水通量的1.7倍。并且復(fù)合中空纖維膜的強度也有明顯增大。結(jié)合對CaCO3/PVDF中空纖維膜微孔結(jié)構(gòu)的觀察,結(jié)果發(fā)現(xiàn)：加入CaCO3后,復(fù)合中空纖維膜大孔腔減少,結(jié)構(gòu)變得致密。 本文通過熔融紡絲的方法制備了PVDF中空纖維膜,研究表明：稀釋劑的加入有效的降低了熔融紡絲溫度；同時偶聯(lián)劑的加入有效改善了無機粒子NA/FVDF共混物的可紡性。PVDF中空纖維膜經(jīng)NaO