论文部分内容阅读
本文以氯碱工业废弃的全氟离子膜为原料,采用再生、高温溶解方法回收了其中的全氟磺酸(PFSA)树脂并应用于中空纤维超滤膜的制备。本文首先以湿法纺丝法分别制备了聚偏氟乙烯(PVDF)和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中空纤维荷电膜。研究了PFSA含量和芯液的种类对PVDF及PVB荷电膜的凝胶动力学、形貌、渗透性能、动电特性及机械性能的影响。实验结果表明PVDF/PFSA/N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)和PVB/PFSA/NMP铸膜液体系的凝胶过程都是瞬时相分离,凝胶速率都随着铸膜液中PFSA含量的增加而加快。芯液与聚合物的Hansen溶解度参数的差值越小,所制得的膜的渗透通量就越大。流动电位测试结果表明两种荷电膜的表观ζ电位的绝对值都随着PFSA含量的增加而增大。膜的机械性能也随着PFSA含量的增加而增加。其次,以PVDF荷电膜为例,研究了PFSA含量,电解质溶液的浓度,电解质的种类对流动电位(E)、ζ电位及表面电荷密度(σ)的影响,结果表明:在一定范围内,PFSA的质量分数越高,中空纤维超滤膜的ΔE,ζ电位及σ均越高。可见,PFSA的加入可以有效地提高超滤膜的荷电性能。另外, E和ζ电位的绝对值均随电解质溶液浓度的增大而减小,但膜表面的σ却有所增加。ΔE随压力的增大而线性增大,而且当浓度相同时,二价阳离子的流动电位绝对值比一价的要小。因此,对于同一种超滤膜,其表面ζ电位和σ不仅取决于电解质溶液浓度还与电解质离子种类、数目及价态有关,也就是说不具有依数性。因此,在进行流动电位测试时,需选择合适的电解质及浓度。再次,研究了PVDF荷电膜的组成稳定性、耐污染性及化学稳定性。结果发现PVDF/PFSA共混膜是一种耐酸但不耐碱的膜。总体说来,所制备的PVDF/PFSA共混膜具有较好的化学稳定性、热稳定性和机械性能。最后,研究了PVP分子量对PVB中空纤维膜的凝胶动力学,形貌及性能的影响。实验结果表明该体系的凝胶速率随着铸膜液中PVP分子量的增加而逐渐减慢。膜的纯水通量随着PVP分子量的增大而逐渐减小。膜的机械性能随着PVP分子量的增大而逐渐增大。综合考虑,以PVP K-25为添加剂时,所制备的PVB中空纤维膜具有较良好的综合性能。