【摘 要】
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热致相分离法是1980 年开始研究的一种制高分子微孔膜的方法.基本原理是：高分子树脂在高于其熔点的温度下,溶解在高沸点的小分子稀释剂中,成均相溶液；通过降温,均相溶液会发生相分离,温度降至高分子的结晶温度或玻璃化温度以下时,固化或玻璃化成型；最后萃取出其中的稀释剂即成微孔.聚偏氟乙烯(PVDF)是一种极性高分子,常温下可溶于极性溶剂,如N,N-二甲基酰胺.通常,聚偏氟乙烯(PVDF)膜采用非溶剂致
【机 构】
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天津大学化工学院化学工程研究所,天津,300072
【出 处】
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第七届京津地区研究生膜技术论坛暨北京膜学会换届大会
论文部分内容阅读
热致相分离法是1980 年开始研究的一种制高分子微孔膜的方法.基本原理是：高分子树脂在高于其熔点的温度下,溶解在高沸点的小分子稀释剂中,成均相溶液；通过降温,均相溶液会发生相分离,温度降至高分子的结晶温度或玻璃化温度以下时,固化或玻璃化成型；最后萃取出其中的稀释剂即成微孔.聚偏氟乙烯(PVDF)是一种极性高分子,常温下可溶于极性溶剂,如N,N-二甲基酰胺.通常,聚偏氟乙烯(PVDF)膜采用非溶剂致相分离法(NIPS)制备.NIPS 法是由于冷却介质中的非溶剂与纺丝液中的溶剂之间的相互扩散,或者溶剂的挥发引起的,是以传质为基础的.NIPS 膜通常具有指状孔,并且膜孔径分布较宽,强度较低.TIPS 膜有孔径分布窄、孔隙率高、孔径可控、机械强度大等特点.TIPS 膜的孔径、孔径分布、孔隙率、膜孔的非对称分布等可以通过调节铸膜液中聚合物含量、冷却介质、冷却速率以及稀释剂的方法来控制.由于TIPS 过程是传热引起的,因此较多组分传质的NIPS 法更容易控制；同时,TIPS 过程的可重复性较高,孔缺陷少.本文以聚偏氟乙烯/二元混合稀释剂为制膜体系进行了TIPS 法制备PVDF 中空纤维膜的研究.利用分光光度法测定了PVDF/稀释剂体系的浊点线,并通过示差扫描量热仪测定体系的熔点线和结晶线,绘制了PVDF/稀释剂体系的平衡相图；由相图可知该体系的偏晶点在50％附近,当固含量低于偏晶点时,可发生L-L相分离,有形成双连续结构的可能.通过调节稀释剂组分的配比来调节与PVDF的相互作用强弱,制备出不同性能的中空纤维膜,膜的内径0.2-0.4 mm,外径0.6-0.8 mm,孔隙率40％-70％,平均孔径0.03-0.5 μm,纯水通量100-1200L/(m2·bar·h),拉伸强度5-10 MPa.同时本文还研究了喷丝头温度、空气隙距离、成腔气体流量、凝固浴介质及温度、拉伸比等纺丝条件对中空纤维膜的基本性能的影响规律.
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