微模塑协同浸没凝胶法PVDF高度疏水微孔膜:添加剂的影响

采用微模塑协同浸没凝胶法制备聚偏氟乙烯(PVDF)高度疏水微孔膜,以呈现人工微结构的喷砂加工铝板、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、水分别为制膜基底、溶剂和凝固剂。研究了添加剂对微结构制膜基底协同作用下的相分离行为、膜结构与性能的影响。添加剂加入形成混合溶剂,改变原溶剂与聚合物、非溶剂的相容性,并用Hansen溶解度的理论计算值进行比较,是筛选添加剂的依据。混合溶剂与非溶剂相容性比溶剂与非溶剂相容性好,发生L-L相分离,形成胞腔结构、致密皮层;混合溶剂与非溶剂相容性比溶剂与非溶剂相容性差,发生S-L相分离,形成粒子结构、孔结构;混合溶剂与聚合物相容性比溶剂与聚合物形容性好时,铸膜液体系比较稳定;混合溶剂与聚合物相容性比溶剂与聚合物形容性差时,铸膜液体系易形成预晶核,在慢过程S-L相分离过程中,使粒子结构和孔结构更明显。研究发现,添加剂加入形成的混合溶剂与非溶剂相容性比溶剂与非溶剂相容性好、混合溶剂与聚合物相容性比溶剂与聚合物形容性差时,膜底面的粗糙度最大,疏水性最好。

模板辅助浸没凝胶法PVDF疏水微孔膜的制备与性能

以不锈钢丝网嵌入聚二甲基硅氧烷(PDMS)制得微结构模板代替平滑制膜底板,分别以N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、NMP与水的混合物为溶剂,水为凝胶剂,采用模板辅助浸没凝胶法制备高度疏水聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜,并对膜结构、膜底面的疏水程度及膜的透过性能进行表征,分析模板微结构、PVDF固含量和铸膜液中水含量对膜结构及其性能的影响.结果表明:膜底面结构是模板微结构与相分离过程协同作用的结果;模板的辅助作用能显著提高膜底面的疏水程度,并对膜的透过性能有影响;铸膜液中聚合物固含量、水的添加量是影响膜透过性能的关键因素,对膜底面的疏水性稍有影响.研究表明,模板辅助浸入凝胶法是一种简单、理想的高度疏水PVDF微孔膜制备方法.

溶胀辊轧法PVDF膜表面的疏水强化:溶胀剂的影响

提出了一种简便、低成本的聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜表面疏水增强方法——溶胀辊轧法,以微结构辊筒对表面喷涂溶胀剂的PVDF成品微孔膜辊轧后,采用浸没凝胶法成膜。以N-甲基吡咯烷酮/水(非溶剂)为溶胀体系,采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、水接触角(WCA)、最大孔径、平均孔径、N2通量、耐磨性、液体穿透压(LEP)等表征手段,系统地研究了溶胀剂体系、溶胀剂容量对PVDF微孔膜结构与性能的影响。结果表明:辊轧膜表面呈现微米-亚微米层次特征,溶胀辊轧操作起到了疏水增强、透过能力提升的效果。溶胀剂中水(非溶剂)质量分数为6%、喷涂密度为0.03mL/cm2时,膜性能最优。连续运行30h的真空膜蒸馏(VMD)对比实验表明,辊轧膜较未辊轧膜具有更高的产水通量、脱盐率及更好的耐污染性能。该方法为低成本、连续化进行成品膜表面疏水强化提供了一种新选择。