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随着人们生活水平的提高,空调得到了前所未有的快速发展,其高能耗是造成当前电力供应紧张的主要原因之一,空调节能对于缓解能源紧张有重要作用。膜全热交换器由于能同时回收空气中的显热和潜热,降低空调的能耗,因而具有广阔的发展前景
目前,用于除湿的膜大多为复合膜。复合除湿膜是由亲水性致密皮层和多孔支撑层构成,具有高选择性和高渗透性等优点。要获得高性能的复合除湿膜,不仅要求皮层薄,而且要求支撑层是具有一定亲水性的指状通孔结构的非对称多孔膜。聚砜(PSF)因其极好的化学稳定性、成膜性而成为常用的支撑层材料,但PSF极强的疏水性限制了其在除湿膜中的应用。因此,对PSF膜进行亲水化改性是制备高效支撑层的有效途径。
本文采用相转化法制备了PSF多孔支撑膜,并对其透湿性能和微观结构进行测试与表征,从本质上探讨铸膜液中固含量对膜结构和透湿性能的影响。实验发现:所制备的PSF膜是具有指状通孔结构的多孔膜;膜的平均孔径和孔隙率随铸膜液中致孔剂的含量和分子量的增大而增大,随铸膜液中PSF含量的升高而降低。同时,对膜的透湿性能进行测试。实验发现,致孔剂的含量和分子量越大,PSF含量越低时,膜的透湿性能越高。
在此基础上,将聚偏氟乙烯和聚砜共混,用相转化法研制高孔隙率微孔膜,并通过对膜性能的测试与微观结构表征,考察了PVDF分子量以及PVDF/PSF配比对膜孔径和孔隙率的影响。实验结果表明:PVDF分子量对共混膜性能影响不大,提高PVDF的比例则能够有效改善膜的内部结构。
然后用SMA与CTAB对其进行亲水化改性,降低膜表面的粗糙度,提高其亲水性。结合结构表征结果,揭示增强膜透湿性能的机制,以获得用于制备复合除湿膜的高性能多孔支撑膜。复合膜的性能由其支撑层和功能层共同决定,若支撑层孔径太大,复合膜的皮层可能出现缺陷,因而实验测试了膜的孔径分布率。结果表明,膜孔属于微孔结构,且孔径分布较为均匀。