浸没沉淀法制备杂萘联苯共聚醚砜膜的凝胶动力学研究

以杂萘联苯共聚醚砜(PPBES)为聚合物,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,对浸没沉淀法制备PPBES非对称膜的凝胶动力学进行研究。采用3D数字显微镜观察了PPBES/PVP/DMAc体系的凝胶过程,并计算成膜动力学因子(D_(e))以表征凝胶速度,系统考察了聚合物、添加剂浓度及凝胶介质中溶剂含量对PPBES铸膜液凝胶化速度和结构的影响。采用数字黏度计探究铸膜液表观黏度与PPBES及PVP浓度的关系,以及黏流活化能对D_(e)的影响。结果表明,PPBES浓度增大,D_(e)由10633μm^(2)/s降至4599μm^(2)/s,凝胶速度降低,指状大孔逐渐消失;PVP含量增加,凝胶速度先增大后降低,凝胶结构从指状孔转变为海绵孔;凝胶介质中DMAc的含量增加,凝胶速度降低。混合溶液的表观黏度与PPBES和PVP浓度呈正相关关系;PPBES浓度升高,聚合物溶液的黏流活化能增大,D_(e)下降。

表面喷雾N,N-二甲基乙酰胺/水-浸没沉淀相转化法制备PVDF多孔膜的结构和性能

在刮制的聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液上喷雾N,N-二甲基乙酰胺/水(DMAc/H_(2)O)混合溶液进行表面凝胶,随后将表面凝胶的液膜浸入凝固浴中使沉淀相转变成PVDF多孔膜。考察了喷雾溶液中DMAc的体积分数(φ(DMAc))对平板PVDF多孔膜结构和性能的影响。结果显示,随着φ(DMAc)增加,膜上表面的β晶含量逐渐减少,α晶含量逐渐增多,但是膜总体的结晶度逐渐增加,孔隙率和平均孔径先增加后减小。通过扫描电镜观察,喷雾了DMAc/H_(2)O混合溶液的PVDF膜上表面为多孔皮层,且随着φ(DMAc)的增加,上表面球形晶粒逐渐增加,断面由指状大孔结构转变为海绵状孔结构。当喷雾中φ(DMAc)=30%时,膜的水通量和牛血清白蛋白(BSA)截留率达到最大。

浸没沉淀法制备多孔聚合物电解质膜及其性能

先以偏氟乙烯−六氟丙烯的共聚物(PVDF-HFP)作为成膜物质、丙酮作为溶剂,采用浸没沉淀法制得多孔聚合物膜,再将多孔膜浸入含有1 mol/L LiPF_(6)的碳酸乙烯酯(EC)−碳酸二甲酯(DMC)−碳酸甲乙酯(EMC)的离子液体电解液中获得多孔聚合物电解质膜(PPEM)。研究了PVDF-HFP质量分数和凝固浴温度对PPEM吸液率、离子电导率和电化学稳定窗口的影响。结果表明,当聚合物溶液的PVDF-HFP质量分数为20%、凝固浴温度为25℃时,所得的PPEM电化学稳定窗口为5 V,吸液率达到40.2%,但离子电导率为1.52×10^(−4) S/cm,有待进一步提高。

浸没沉淀相转化法制备结晶性聚合物微孔膜的研究进展

综述了近期关于结晶性聚合物浸没沉淀相转化法制备微孔膜的成膜机理和实验研究工作。对制膜体系的热力学、相分离、成膜机理进行了分析和总结,并依此解析了结晶性聚合物膜中常见的结构形态,最后从热力学和动力学两个方面对影响膜结构形态的因素如聚合物的浓度、铸膜液的组成、凝固浴的组成等进行了详细的讨论。

蒸汽诱导法辅助相转化法制备疏水PDMS-PVDF微孔膜及其结构性能研究

采用蒸汽诱导法辅助浸没沉淀相转换法制备了硅橡胶-聚偏氟乙烯(PDMS-PVDF)疏水微孔膜并用于真空膜蒸馏NaCl水溶液,通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、接触角测试仪对微孔膜的形貌结构和表面接触角进行表征和测试,研究了相对湿度对微孔膜结构和性能的影响。结果表明:随着相对湿度的增加,微孔膜表面接触角逐渐增加,孔隙率提高,平均孔径为(31±2)nm;截留率均达到99.9%以上,渗透通量先增加后降低;相对湿度为70%时制备的微孔膜渗透通量可达5.2kg/(m^(2)·h)。

石墨烯/聚氨酯脲多孔薄膜耐腐蚀性能研究

制备了聚氨酯脲弹性体,添加石墨烯,通过浸没沉淀相转化法制备了石墨烯/聚氨酯脲多孔薄膜。研究了4%,5%,6%石墨烯/聚氨酯脲多孔薄膜在酸,碱,盐中的电化学腐蚀行为,使用CHI660E电化学工作站得到在不同环境下的极化曲线,并对其极化行为进行分析。研究表明:通过添加石墨烯,耐腐蚀性能提升,达到一定阈值后,耐腐蚀性能下降;在盐和碱中极化曲线只有一个峰存在,而在酸中有两个峰存在;在酸中的耐腐蚀性最好,盐溶液中次之,碱溶液中最差。

聚偏氟乙烯微孔膜制备方法研究进展

介绍了浸没沉淀法、热致相分离法以及蒸发助热致相分离法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜的研究进展。重点介绍了溶剂、凝固浴组成、凝固浴温度、添加剂和蒸发时间等因素对浸没沉淀法制备PVDF膜的影响,并对制备PVDF膜的发展提出建议和展望。同时简单介绍了PVDF微孔膜的亲水性改性。

生物基聚乳酸微孔膜的制备及透析性能

通过浸没沉淀相转化法制备生物基聚乳酸(PLLA)微孔膜,并考察溶剂种类和致孔剂种类及致孔剂分子量对微孔膜结构和性能的影响.分别考察N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和1,4-二氧六环(DO)作为溶剂对PLLA膜微孔结构的影响,研究用聚乙二醇(PEG6000)和聚乙烯基吡咯烷酮(PVP-K30)作为致孔剂对PLLA膜微孔结构、平均孔径、水通量及接触角的影响;不同分子量的致孔剂PEG(600、6000、10000)对PLLA膜微孔结构、平均孔径及水通量的影响.通过扫描电镜照片发现,NMP和DMAc作为溶剂可得到指状孔,而DO作为溶剂得到胞状孔,PEG和PVP-K30作为致孔剂均可促进PLLA膜大孔的形成,PVP-K30可使PLLA膜表面更为多孔,不同分子量的PEG作为致孔剂会同时影响PLLA膜的孔径和皮层厚度.通过对制备的PLLA微孔膜的水通量及尿素、溶菌酶和牛血清蛋白的透过性能分析表明聚乳酸膜具有较好的溶质选择透过性,有望成为具有良好生物相容性和透析性能的新一代血液透析膜材料.

增强型织物复合膜的研究进展

分离膜已普遍应用在医药、纺织、污水处理、食品等领域,但在应用过程中发现单一的膜材料存在机械强度低,使用寿命短的缺点。由于支撑力不够导致膜孔塌陷,使膜的分离稳定性和渗透性受到影响,为了增强膜的机械强度,通常选择织物作为支撑体来制备复合膜。本文从织物角度,综述了增强型织物复合膜在国内外的研究现状,概括出不同织物结构复合膜的特点,着重对其中4种增强型针织组织进行了分析,最后展望了增强型织物复合膜的发展方向。

氧化石墨烯含量对聚砜超滤膜结构和性能的影响

以氧化石墨烯和聚砜作为前体,采用浸没沉淀相转化方法制备氧化石墨烯/聚砜复合超滤膜.通过扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、接触角测量仪分别对复合膜的断面结构、官能团及膜表面的接触角进行表征和测定;使用超滤杯测定复合膜的水通量及通量恢复率;同时测试了复合膜的抗菌性.结果表明:当氧化石墨烯含量为2%时,复合膜的指状孔结构明显而且较粗,水通量达到峰值242.43L/(m2·h);此时复合膜的亲水性和抗污染性显著提高,复合膜的抗菌性能也得到改善.

聚乙烯醇缩丁醛超滤膜的制备

用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)作为本体高分子材料,用浸没沉淀相转化法制备PVB不对称超滤膜;扫描电镜照片显示所制膜的超滤结构.研究了PVB本体浓度、制膜间隙、凝胶浴温度以及乙酸添加剂等因素对PVB不对称超滤膜性能的影响;比较了乙酸及聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)作为添加剂对大孔径PVB超滤膜皮层结构的影响.当PVB本体浓度为12%时,膜的纯水通量及牛血清白蛋白(BSA)溶液通量分别为876.4 L/(m2.h)和89.8 L/(m2.h),此时膜对BSA的截留率为96.8%;PVB膜纯水通量随着制膜间隙的增加及凝胶浴温度的上升而降低;乙酸及PVP的添加均提高了PVB超滤膜的纯水通量,通量增加幅度分别为136%和171%.

铸膜条件对相转化法制备PVDF微滤膜性能的影响

研究了浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜过程中挥发时间、凝胶浴温度、铸膜厚度和铸膜速度对成膜的形态结构、孔隙率、过滤性能以及污染性能的影响。结果表明,随挥发时间延长,成膜孔隙率变小,纯水通量先增加后减小,以10 s为挥发时间制得的膜抗污染性能最强;随凝胶浴温度的升高,孔隙率、纯水通量及抗污染性能先增大后减小,在45℃成膜污染速率最低;随铸膜厚度的增加,纯水通量逐渐减小,孔隙率呈现先增加后减小的规律,且铸膜厚度为0.25 mm时成膜抗污染性能最好。

有机碱多乙烯多胺对聚偏氟乙烯超滤膜结构和性能的影响

将有机碱多乙烯多胺直接加到聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中,利用L-S相转化法制备PVDF超滤膜;运用红外光谱、扫描电镜、接触角仪等对不同多乙烯多胺含量超滤膜的结构和性能进行表征.结果表明,多乙烯多胺的加入使PVDF超滤膜产生脱氟化氢反应,超滤膜的润湿性有明显改善.随着多乙烯多胺含量的增加,膜通量不断上升;当多乙烯多胺含量不超过6%时,超滤膜对BSA的截留率基本保持不变,当含量超过6%时,超滤膜的截留率明显下降.

致孔剂对氧化石墨烯改性聚砜复合超滤膜结构和性能的影响

分别以聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)、聚乙二醇(PEG-400)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)为致孔剂,采用浸没沉淀相转化方法制备了4种不同的聚砜/氧化石墨烯(PS/GO)复合超滤膜,并通过扫描电镜表征、水通量和通量恢复率测试等手段,研究了致孔剂种类及用量对PS/GO复合超滤膜结构、分离性能和抗污染性能的影响作用.结果表明:4种致孔剂均可在不同程度上促进PS/GO复合膜孔结构的进一步发展,提高复合膜的水通量和通量恢复率,降低膜污染阻力.其中CTAB的影响作用最大,在截留率基本保持不变的前提下,可显著提高膜的水通量.当CTAB质量分数为2%时,膜污染阻力最小,膜抗污染性能显著增强.

聚砜/氧化石墨烯混合基质膜制备及其性能

为了优化聚砜膜结构及提高有机膜性能,以聚砜(PSf)为膜材料、N,N-二甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂、聚乙二醇(PEG)为致孔剂、水(H2O)为非溶剂添加剂,氧化石墨烯(GO)为无机纳米材料,采用浸没沉淀相转化法制备PSf/GO混合基质膜;考察GO添加量对PSf体系铸膜液稳定性影响规律,并探索不同GO添加量对PSf/GO混合基质膜结构和性能的影响规律。结果表明:随着GO添加量增加,静置26 h后的铸膜液稳定性动力学指数TSI值从1.02增至7.29,铸膜液稳定性随之变差,PSf/GO混合基质膜断面的指状孔比例随着GO含量的增加而增加,同时,水接触角不断下降;当GO添加量从0增加到0.35%时,PSf/GO混合基质膜的表面开孔率从6.8%增至10.2%,接触角从93°降低到65°,拉伸强度从2.5 MPa增加到3.4 MPa,断裂伸长率从30%降低到20%。当GO添加量为0.35%时,PSf/GO混合基质膜纯水通量比纯PSf膜增加了236 L/(m2·h·bar)(1 bar=100 kPa)。

GO/PVDF共混超滤膜的制备及其抗生物污染性能研究

将氧化石墨烯(GO)加入PVDF铸膜液中,通过浸没沉淀法制备不同GO含量的PVDF共混超滤膜,考察了GO掺杂对PVDF超滤膜亲水性和膜孔道结构的影响,并以铜绿假单胞菌进行共混膜的抑菌性能和抗生物污染性能测试.研究结果表明,共混GO可以降低PVDF膜的接触角,提高其亲水性,增大支撑层指状孔比例,提高纯水通量.当GO质量分数为0.5%时,PVDF膜接触角降低至64°,纯水通量提高64%.共混GO也大大提高了PVDF膜的抑菌性和抗生物污染性,在过滤铜绿假单胞菌溶液时,PVDF膜的不可逆阻力为5.4×10^(12) m^(-1),PVDF/0.5%GO共混膜的不可逆阻力为1.8×10^(12) m^(-1),减小了66.7%.

不对称聚乙烯醇缩丁醛超滤膜的形成

采用浸没沉淀相转化法在二甲基乙酰胺(DMAC)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)及二甲亚砜(DMSO)等4种溶剂下制备了聚乙烯醇缩丁醛(PVB)超滤膜,铸膜液组成为PVB-溶剂二元体系,水为非溶剂.利用扫描电子显微镜(SEM)观察了PVB膜的表面形貌与断面结构,并对其渗透及分离性能进行了测试,同时着重讨论了PVB膜表面结构的形成机理.结果表明,溶剂种类不仅决定了PVB-溶剂二元体系的热力学稳定性,同时也影响了其成膜过程的动力学效应;PVB膜断面结构受溶剂-非溶剂相互扩散速度的控制,而膜表面形貌则是铸膜液平衡热力学与成膜动力学结合的结果;不同溶剂的PVB超滤膜纯水通量大小的顺序依次为DMSO＞DMAC＞DMF＞NMP,其截留分子量则分别在40 000～50 000道尔顿之间.

不同聚合物分子量对相转化法制备PVDF微滤膜性能的影响

研究了不同聚合物分子量对浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜的形态结构、成膜厚度、过滤性能、亲水性、孔隙率、临界通量以及污染性能的影响。试验结果表明,随聚合物分子量的增加,铸膜液黏度越大,越利于膜亚层形成指状连通结构,孔隙率逐渐增大,但成膜厚度及纯水通量逐渐降低。聚合物分子量在一定程度上会影响膜亲水性及膜抗污染性能,即在一定范围内膜的亲水性能及抗污染性能会随聚合物分子量呈正相关性,但超出一定范围则呈负相关性,而临界通量值则随分子量的提高呈现出略微减少的趋势,但相差不大。

两种不同的添加剂对PVDF平板膜结构和性能的影响

以不同添加剂采用浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)平板疏水膜,考察了不同添加剂的加入对膜性能与结构的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、水接触角测量仪对膜的结构和性能进行表征。结果表明,PMMA和甘油的加入均可以改善膜的性能,在保持TiO2膜截留率较高的基础上,通量有明显的变化,其中加入PMMA的膜的通量要比加入甘油的大。

凝固浴组成对聚醚砜/磺化聚砜共混膜结构及性能影响

为考察不同凝固浴组成对聚醚砜/磺化聚砜共混膜结构及性能的影响规律,以聚醚砜(PES)、磺化聚砜(SPSf)为膜材料、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂、聚乙二醇(PEG)为致孔剂、H_2O为非溶剂添加剂,采用浸没沉淀相转化法制备PES/SPSf共混超滤膜,对所得共混膜进行SEM、纯水通量、BSA截留等性能表征,分析凝固浴组成亦即不同盐种类对PES/SPSf共混膜结构及性能的影响规律.结果表明:在不同凝固浴条件下所得PES/SPSf共混膜均为海绵体结构;当纯水作为凝固浴时,膜的纯水通量最低(920 L/(m^2·h));当在凝固浴中添加盐时,所得膜的皮层厚度明显降低,特别当凝固浴为NaCl饱和溶液时,所得膜的皮层厚度仅为2.5μm,同时具有最低的静态水接触角(64°),纯水通量为1 024 L/(m^2·h).