利用非溶剂诱导相分离法制备低介电常数聚酰亚胺微孔薄膜

利用非溶剂诱导相分离法,制备了一种低介电常数聚酰亚胺(PI)微孔薄膜。扫描电镜观察表明,聚酰亚胺微孔薄膜中泡孔均匀,其平均孔径在6~28μm之间。随着聚酰胺酸(PAA)浓度的增大及凝固浴温度的升高,所制得的聚酰亚胺微孔薄膜的孔隙率和平均孔径均增大。介电性能分析表明,聚酰亚胺微孔薄膜的介电常数明显下降,当孔隙率为80%时,聚酰亚胺微孔膜的介电常数(1 MHz)为1.81。拉伸性能测试表明,随着孔隙率增加,聚酰亚胺微孔膜的拉伸强度和拉伸模量均逐渐下降,但断裂伸长率增大。

雾化辅助非溶剂诱导相分离法制备聚丙烯腈平板膜

采用增加雾化预处理的步骤优化了传统非溶剂诱导相分离制膜方法,利用SEM以及接触角、平均孔径、体积孔隙率及纯水通量测试等方法对制得的聚丙烯腈(PAN)平板膜的微观形貌及性能进行表征。实验结果表明,雾化预处理的增加引起了PAN平板膜微观结构变化,随着雾化预处理时间的延长,膜平均孔径由22.3 nm增至503.3 nm,孔隙率由49.3%增至77.9%;PAN平板膜表面的亲水性逐渐提高,接触角由58.6°降至29.1°,纯水通量由0.1 MPa下的627 L/(m^(2)·h)增至40kPa下的5 093 L/(m^(2)·h)。该方法是一种简单、快速、易于工业化制备、无需添加剂的膜微观结构调控方法。

溶剂诱导制备PLLA/HA/GO三元复合材料及其性能研究

首先通过将羟基磷灰石(HA)及氧化石墨烯(GO)两种纳米填料预混合,得到紧密结合的复合填料,再通过非良溶剂诱导左旋聚乳酸(PLLA)相分离方式,制备了PLLA/HA/GO多孔复合膜。均匀分布的纳米填料能作为异相成核剂诱导PLLA结晶,使复合膜的结晶度由PLLA膜的53.7%提高到61.1%,实现在成型过程中由液-液相分离向固-液相分离的转变,从而影响膜表面的微观结构,并提高材料的热稳定性及力学性能。结果表明,PLLA复合材料的起始热降解温度由315 ℃提高到355 ℃,拉伸强度由35.6 MPa提高到46.7 MPa。除此之外,纳米填料中含有大量羟基、羧基等亲水基团,有效提高了膜的亲水性能,使表观接触角由122°降低到88°。

荷正电聚氯乙烯/聚乙烯亚胺共混交联超滤膜制备及其染料/盐分离性能

为探索分离染料/盐混合物体系的新型膜材料和技术,提出荷正电、交联型聚氯乙烯(PVC)/聚乙烯亚胺(PEI)超滤膜研究。通过在低温下共混制备制膜液抑制交联、热处理铺展液膜促进交联、非溶剂诱导相转化固化成多孔膜三个步骤制备出PVC/PEI超滤膜。研究了膜的交联、荷电性、力学性能、微观结构以及对染料/盐的分离性能。研究发现,所制备的膜韧性大幅度提高,等电点在pH>9.0,截留孔径在30 nm左右,表现出典型的荷正电超滤膜特征。在0.15 MPa压力测试条件,膜对水溶液中NaCl、CaCl_2、Na2SO_4等无机盐的截留率在5%以下,对多分散型阳离子染料维多利亚蓝B、阴离子染料酸性铬蓝K的截留率分别为96%和55%,通量达到110 L×(m2×h)-1,充分发挥了孔径筛分及静电排斥两种分离机制,在阳离子染料/盐混合物分中具有高通量、高效率特性。

非织造布结构对PVC–C/PET复合膜的结构与性能影响

以PVC-C为成膜聚合物,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)非织造布为支撑层,将凝固涂层工艺与非溶剂诱导相分离法相结合,制备了PVC-C/PET复合多孔膜。通过接触角测量仪、场发射扫描电子显微镜、孔径分布、孔隙率、纯水通量、碳素墨水截留、拉伸试验等系统研究了非织造布结构对PVC-C/PET复合膜孔结构和渗透性能的影响。结果表明,采用密度小、结构疏松的PET非织造布作为PVC-C微孔膜的支撑材料,制得的PVC-C/PET复合膜表面开孔程度增加,内部海绵状结构更疏松,孔隙率增大,降低了跨膜阻力,纯水通量从88.49 L/(m2·h)提高到186.85 L/(m2·h),与原膜相比提高了211.1%。此外,PVC-C/PET复合膜具有良好的截留性能,对碳素墨水截留率均保持99%以上,同时复合膜的拉伸强度和断裂伸长率明显增大。

聚乳酸/木棉纤维复合多孔吸油材料的制备及性能

以聚乳酸和木棉纤维为原料,采用非溶剂诱导相分离技术,制得一种复合多孔吸油材料,其具有生物可降解、可循环利用及吸油速率快等特性。通过扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)法,表征复合多孔吸油材料的微观结构和化学组成等,主要探究木棉纤维的质量分数和纤维长度对复合多孔吸油材料吸油性能的影响。结果表明:随着木棉纤维质量分数的增加,复合多孔吸油材料的吸油性能呈增强趋势;木棉纤维的长度增加有利于提高复合多孔吸油材料的吸油性能。

基于RTIPS-NIPS法制备含辣素衍生结构防污超滤膜及其性能研究

采用原位聚合法,将含辣素衍生结构功能单体N-(2-羟基-3-甲基-6(甲硫基)苄基)丙烯酰胺(HMMBA)通过物理共混引入聚砜(PSf)铸膜液中,并通过反相热诱导相分离法与非溶剂诱导相分离法(RTIPS-NIPS)联用进行高通量防污超滤膜的制备.系统考察了HMMBA含量对膜的结构形态、亲水性、分离性能和抑菌性能等的影响.结果表明,当HMMBA添加量达到2%(质量分数)时,超滤膜的接触角由PSf膜的85°降低至62°;机械强度由29.46 N增加至31.71 N;以5 mg/L的腐殖酸为料液进行过滤实验时,改性超滤膜的稳定通量为420 L/(m2·h),与未改性PSf膜[200 L/(m2·h)]相比提高了110%;抑菌率达到了97%以上,且通量恢复率由67.59%提升至86.34%.因此,采用RTIPS-NIPS联用将HMMBA应用在超滤膜中既可以提高膜的亲水性、机械性能和分离性能,同时还能够有效抑制膜污染的产生.

聚乳酸/二氧化硅超疏水材料的制备及其性能研究

本研究采用硅烷偶联剂KH570化学接枝与硬脂酸(SA)物理包覆相结合的方法对纳米二氧化硅(SiO2)进行有效改性,得到具有一定疏水效果并能在聚合物基体中有效分散的纳米填料,以聚乳酸(PLLA)为聚合物基体,通过非溶剂诱导相分离法制得了超疏水PLLA/SiO2复合膜,其表观接触角由纯PLLA的120°提高到153°。研究还发现,填料含量不同,基体的结晶性能也不同,随着改性纳米SiO2填料含量的增加,膜的结晶度从9.8%提高到17.19%,结晶度对材料表面粗糙结构的构建有重要作用,粗糙结构有助于表面疏水性能的提升。

pH响应的嵌段共聚有机膜的计算机模拟

采用耗散粒子动力学模拟了PS-PAA-PEO三嵌段共聚物在非溶剂诱导下自组装形成通道孔结构高分子膜的过程.探讨了聚合物浓度对多孔膜结构的影响,得到了制备通道孔高分子膜的合适浓度范围.在不同pH值下,聚合物膜孔具有开关效应,并计算了相应的孔径.研究结果表明:当溶液的pH值由酸性转为中性时,通道孔从打开状态切换为关闭状态,达到了理想的智能开关效果.另外,在不同pH下的通道膜对不同尺寸的纳米粒子有选择性透过作用.结果发现孔径越小,可截留越小尺寸的纳米颗粒.