TIPS法iPP中空纤维膜的拉伸性能研究

通过熔融共混等规聚丙烯(iPP)/邻苯二甲酸二丁酯(DBP)/邻苯二甲酸二辛酯(DOP)体系,采用热致相分离法(TIPS)制备iPP中空纤维膜,且在不同的拉伸温度及拉伸比下对中空纤维膜进行拉伸研究.对膜结构与透过性能进行了表征.采用环境扫描电子显微镜(SEM)对膜的内、外表面以及截面结构进行观测,发现拉伸后膜外表面的皮层以及膜结构得到有效改善.使用电子式万能试验机对中空纤维膜的拉伸强度进行了测试.随着拉伸温度和拉伸比的增加,膜的孔隙率、纯水通量以及拉伸强度均呈现先增大后减小的趋势.膜的孔隙率最大可提高35.3%,纯水通量提高了286.9%,拉伸强度可提高至6.86 MPa.nano-SiO2(纳米SiO2)添加的杂化膜经过拉伸后,孔隙率增大了46.8%,纯水通量提高了416.1%,拉伸强度提高了181.9%.研究表明:通过对iPP中空纤维膜进行拉伸处理,可以优化膜结构,并改善了膜表面皮层以及透过性能.

聚丙烯MI及成核剂添加量对TIPS法多孔膜结构与透过性能的影响

研究了等规聚丙烯(iPP)/邻苯二甲酸二丁酯(DBP)/邻苯二甲酸二辛酯(DOP)/成核剂TM-1体系的热致相分离(TIPS)行为,采用熔融指数(MI)较低的聚丙烯T30S与MI较高的F401作对比研究.采用示差扫描量热仪(DSC)测定成核效应,采用光学显微镜观察iPP成核与晶粒生长.经过加热模压并控制冷却速率制备iPP多孔膜,对膜结构及其透过性能进行了表征.结果表明:相比于F401/DBP/DOP体系,TM-1对T30S/DBP/DOP体系表现出更强的成核效应;不同MI聚丙烯制备的多孔膜结构明显不同,加入成核剂后,T30S型iPP多孔膜结构由紧密融合、内含胞腔孔的球晶结构转变为晶粒组成胞腔壁、相对开放的胞腔孔结构,而F401型iPP多孔膜的结构仍为紧密融合、内含胞腔孔的球晶结构,只球晶尺寸变小;相同成核剂添加量下,用T30S制备的多孔膜透过性能更好.

热致相分离聚丙烯平板微孔膜的制备

采用热致相分离法制备了聚丙烯-豆油体系聚丙烯平板微孔膜.研究了铸膜液组成、成核剂含量、铸膜液厚度等制膜条件和膜蒸馏操作条件对膜分离性能的影响.在聚丙烯质量分数为27.0%,以正己烷为萃取剂,铸膜液厚度为500μm,成核剂己二酸的质量分数为0.5%,循环水流量为30L/h,温度为70℃,膜后操作真空度为63.98kPa时,纯水的膜蒸馏通量可达351.43kg/(m2·h).

热致相分离聚乙烯-聚丙烯共混平板疏水微孔膜的制备及其膜蒸馏性能研究

采用热致相分离法制备聚乙烯(PE)-聚丙烯(PP)-豆油体系共混微孔疏水膜,膜的支撑材料为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)无纺布,研究了淬冷温度、PE和PP质量比、稀释剂萃取时间等制膜条件以及膜蒸馏操作条件对膜蒸馏分离性能的影响.结果表明:PE-PP共混膜最佳成膜条件为:铸膜液温度为220℃,铸膜液中PE-PP共混物质量分数为30%、PE和PP的质量比为1∶6,成核剂己二酸质量分数为0.3%、平均膜厚度为225μm、淬冷水温为45℃、正己烷萃取时间为24h.此条件下制备的平均孔径为0.16μm的PE-PP共混膜在真空度为0.095MPa、进料温度为348.15K、进料流量为35L/h的操作条件下膜蒸馏纯水通量可达10.68kg/(m2·h),截留率高于99.8%.

热致相分离法iPP/Nano-SiO_2共混微孔膜的结构与透过性能

研究了等规聚丙烯(iPP)/邻苯二甲酸二丁酯(DBP)/邻苯二甲酸二辛酯(DOP)/纳米二氧化硅(Nano-SiO2)体系的热致相分离(TIPS)行为,光学显微镜测定体系的液-液相分离温度,示差扫描量热仪(DSC)测定体系的iPP动态结晶温度.加热模压并控制冷却速率制备iPP/Nano-SiO2共混平板微孔膜,对膜结构与透过性能进行了表征.发现Nano-SiO2提高了体系的液-液相分离温度;Nano-SiO2起到了成核剂作用,提高了iPP的动态结晶温度.X光电子能谱(XPS)表明Nano-SiO2向膜表面发生了迁移,膜的亲水性有所提高.随Nano-SiO2添加量增加,膜结构由粒子形态为主向胞腔形态为主转变;膜的孔隙率和纯水通量均呈现先上升后下降的趋势.研究表明:通过向制膜体系中添加Nano-SiO2,可以调控膜结构,并改善膜的透过性能.

热致相分离制备聚偏氟乙烯多孔膜的结构表征

分别以聚偏氟乙烯(PVDF)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为膜材料和稀释剂,基于热致相分离原理,制备了不同组份PVDF多孔膜,利用扫描电镜研究了稀释剂含量、冷却条件对膜微观结构的影响;通过差示扫描量热仪对不同条件下PVDF/DBP二元共混物的结晶性能进行了分析。结果显示,PVDF/DBP高温溶液体系在降温过程中发生固/液相分离,主要形成球粒状结构;并且在慢速冷却条件下,球粒尺寸明显增大,球体更加规则,该研究为制备理想结构的多孔膜奠定了基础。

热致相分离法微孔膜 (Ⅱ)成膜的影响因素和膜材质的选择

综述讨论了热致相分离法(TIPS)制作微孔膜的影响因素及相关规律,以及近年来在膜制作方法和膜材质方面的一些重要的研究进展.

聚乳酸/聚乙二醇-聚乳酸新型亲水支架的制备与研究

利用热致相分离／粒子沥滤结合法，制备了聚乳酸（PDLLA）以及聚乳酸与聚乙二醇-聚乳酸共聚物（PELA）复合的PDLLA／PELA组织工程支架。讨论了聚乙二醇（PEG）分子量、PELA含量及组成比对于支架内部结构、力学性能、降解行为和细胞毒性的影响。结果表明，热致相分离／粒子沥滤结合法制备的支架，具有100～250μm大孔与5～40μm小孔兼备的特殊内部结构，PEG含量愈高、PEG分子量愈小，支架的孔隙率愈大。PDLLA／PELA比率的减小，PEG／PLA比率的增大会引起支架力学性能的下降和降解的加速。材料无细胞毒性。当支架中PDLLA／PELA为3：1，PEG5000／PLA为25：75时，其内部孔形态最为理想。

热致相分离法制备聚丙烯-聚氯乙烯共混疏水微孔膜及其膜蒸馏性能

采用热致相分离法制备等规聚丙烯(iPP)-聚氯乙烯(PVC)共混疏水微孔平板膜,分别研究了iPP/PVC质量比和固含量对共混膜结构的影响,检测了iPP/PVC共混疏水微孔平板膜的平均孔径、孔隙率、孔径分布以及接触角等特性参数.结果表明:iPP/PVC共混疏水微孔膜断面呈现片状和树枝状复合"sandwich-structure"膜孔结构.随着共混聚合物体系中iPP含量的增加,iPP/PVC共混疏水微孔膜平均孔径逐渐增大,孔隙率也逐渐增大.最后,将制得的iPP/PVC共混疏水微孔膜应用于0.5mol/L NaCl水溶液真空膜蒸馏过程,在真空度为0.095MPa、进料流量为30L/h、料液温度为85℃时,iPP/PVC共混疏水微孔膜VMD通量最高达到13.11kg/(m2·h),截留率高于99.9%.

制膜条件对聚丙烯中空纤维微孔膜强度的影响研究

用热致相分离法制备了聚丙烯中空纤维膜,研究了制膜过程中等规聚丙烯熔融指数、初始浓度以及凝固浴温度等因素对所制备膜强度的影响,提出了用热致相分离法制备等规聚丙烯中空纤维膜的适宜工艺条件.对影响合成高分子膜强度的各因素进行了分析和讨论.

油井气液两相流全自动计量技术

为解决稠油计量的准确度、可靠性、耐久性及实时在线等问题,设计出一种通过分离伞和液位自动控制调节器来实现气液两相流计量的装置.采用翻斗式称质量机构计量油井产量,消除油中含气造成的假体积误差;采用G法补偿算法消除稠油残留造成的计量误差;采用以计算机控制电动机起停方式的单路导通多通阀实现全自动选井计量.现场实际应用证明,称质量式油井计量技术较好地解决了各类油井的实时在线计量问题,具有自动化程度高、计量精度高等特点.

热致相分离法PVDF/纳米SiO_2/石墨烯杂化中空纤维膜的制备及性能分析

为改善热致相分离(TIPS)聚偏氟乙烯(PVDF)膜的性能,以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)组成混合稀释剂,以纳米SiO_2、石墨烯为添加改性剂,采用TIPS法制备了PVDF中空纤维杂化膜.通过扫描电子显微镜(SEM)观察所得膜形貌,并对其渗透性能及机械性能进行测试表征,研究了纳米SiO_2、石墨烯添加量对PVDF中空纤维膜结构和性能的影响.结果表明:所得膜为均质海绵状孔结构,膜外表面较光滑,内表面粗糙且疏松多孔,随纳米SiO_2添加量的增加膜内外表面水接触角均增大,膜纯水通量先减小后增大,膜孔隙率均大于70%,膜断裂强度和断裂伸长率均先增大后减小;同时添加质量分数分别为3%和0.5%的纳米SiO_2和石墨烯,石墨烯以片层形式均匀分散在膜内,膜纯水通量可达418 L/(m^2·h),相较于原膜断裂强度提高12.6%,断裂伸长率提高89.2%.

热致相分离法iPP/nano-SiO_2杂化中空纤维膜的结构与透过性能

通过熔融共混等规聚丙烯(iPP)/邻苯二甲酸二丁酯(DBP)/邻苯二甲酸二辛酯(DOP)/纳米二氧化硅(nano-SiO2)体系,采用热致相分离法(TIPS)制备了iPP中空纤维膜。对膜结构与透过性能进行了表征。用示差扫描量热仪(DSC)测定了体系的iPP动态结晶温度,融化峰值温度数值表明结晶只存在α晶型。X光电子能谱(XPS)表明nano-SiO2向膜表面发生了迁移,使得膜的亲水性有所提高,膜的接触角由120.05°降低到101.05°,降低了19.7%。随着nano-SiO2添加量的增加,膜的孔隙率和纯水通量均呈现先增大后减小的趋势。膜的孔隙率增加了20.2%,纯水通量增大了21.7%。经过拉伸后的杂化膜,孔隙率增大了27.4%,纯水通量增加了211%。研究表明:通过向铸膜液中添加nano-SiO2,可以优化膜结构,并改善膜的亲/疏水性以及透过性能。

聚丙烯平板微孔膜膜蒸馏海水淡化研究

采用热致相分离法制备了聚丙烯平板微孔膜,并对自制平板膜组件的膜蒸馏海水淡化性能进行了研究。探讨了膜制备条件及海水流量、温度、膜后真空度等真空膜蒸馏过程操作条件对聚丙烯平板膜组件海水淡化性能的影响,自制组件连续运行的小试结果表明:当真空侧压力为3kPa,进料温度为323.15K,流量为50L/h时,天津市渤海湾海水膜蒸馏过程的平均水通量达10.56kg/m·2h,产品水的脱盐率均在99.8%以上。

复合稀释剂体系下聚偏氟乙烯平板膜的制备与表征

为获得具有杰出的透水性能及力学性能的分离膜,采用低温热致相分离法(L-TIPS),通过聚偏氟乙烯(PVDF)/邻苯二甲酸二丁酯(DBP)/邻苯二甲酸二辛酯(DOP)三元体系制备了PVDF平板膜.并研究PVDF浓度、稀释剂配比、降温速率以及凝固浴温度对膜结构与性能的影响.研究结果表明:随着PVDF和DOP含量的增加,膜结构由球粒堆积结构逐渐转变为双连续结构;纯水通量和孔隙率均随着PVDF浓度的增大而减小,而膜断裂强度和断裂伸长率随着PVDF浓度的增大而增大;当凝固浴温度与铸膜液温度相差不大且降温速率减慢时,膜纯水通量与平均孔径增大,而孔隙率几乎不变.因此,当铸膜液中PVDF质量分数达到40%,在20℃空气冷却的条件下对铸膜液体系进行降温,凝固浴温度为60℃时,能够得到透水性好且力学性能优良的分离膜,纯水通量可达325.65 L/(m2·h),拉伸强度可达1.80 MPa.

聚氟乙烯微孔膜的制备及性能研究

通过热致相分离法制膜技术,利用聚氟乙烯(PVF)树脂、稀释剂γ-丁内酯和成孔剂纳米碳酸钙粉末制备出PVF微孔膜,考察了熔体温度、碳酸钙与PVF树脂质量比、凝胶浴温度以及在盐酸中浸泡时间对PVF微孔膜性能的影响。结果表明:在熔体温度160~170℃、碳酸钙与PVF树脂质量比为30%、凝胶浴温度50℃、在盐酸中浸泡3d条件下,制备的PVF微孔膜性能较好。

热致相分离法制备乙烯-乙烯醇共聚物/二氧化硅分离膜

以乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)为成膜聚合物,以丙三醇和聚乙二醇(PEG-600)为混合稀释剂,以纳米级二氧化硅为添加剂,采用热致相分离法(TIPS)制备了EVOH多孔膜.采用扫描电子显微镜(SEM)观察了微孔膜表面及横截面形貌,并对其渗透性能、亲水性、孔隙率、孔径及其分布、力学性能等进行了分析与讨论.结果表明:EVOH膜表面平均孔径随成膜体系中二氧化硅含量增加而先增加后减小,膜横截面呈蜂窝状孔结构;膜纯水通量、孔隙率及亲水性随二氧化硅含量增加而先增加后减小;当二氧化硅质量分数为0.5%时,其纯水通量为511 L/(m2·h),孔隙率为74.0%,接触角为44.8°.

热致相分离法制备丙烯腈-丙烯酸甲酯/纳米TiO_2复合膜及膜性能研究

以自制的可熔融丙烯腈(AN)-丙烯酸甲酯(MA)共聚物为基体,以碳酸乙烯酯(EC)与柠檬酸三乙酯(TEC)为复配稀释剂,采用热致相分离法(TIPS)制备丙烯腈-丙烯酸甲酯(AN-MA)/纳米二氧化钛(TiO2)复合膜。借助场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X-射线衍射仪(XRD)和万能试验机,从微孔膜的力学性能、水通量、孔隙率、晶型等方面对膜的结构与性能进行表征。结果表明,添加TiO2纳米粒子可以显著提高AN-MA微孔膜的机械强度和水通量。随着TiO2含量的增加,微孔膜的机械强度先增加后降低,TiO2质量分数为0.1%时,断裂强度最高可达8.0 MPa,比未添加TiO2的样品高36%。纳米TiO2的加入一定程度上抑制了大孔的产生,微孔膜结构更加均一。随着凝固浴温度的升高,微孔膜的力学性能逐渐提高,通量出现下降趋势。

聚乳酸/聚己内酯(PLLA/PCL)复合球晶多孔材料的制备及其油-水分离性能

通过热致相分离法(TIPS)成功制备了聚乳酸/聚己内酯(PLLA/PCL)复合球晶多孔材料。研究了PLLA/PCL比例对球晶形成、球晶微观形貌和结晶度的影响,并测量了该多孔材料的疏水性和油-水分离性能。DSC测试表明,PCL的加入可以有效提高PLLA/四氢呋喃(THF)溶液的结晶温度和PLLA的结晶度。PLLA/PCL(质量比为5∶1)球晶材料的结晶度为64.4%,比纯PLLA的结晶度高24.0%;适量PCL(质量分数≤33.3%)的存在可以使PLLA/PCL形成捆束状纳米纤维球晶,证明PCL能促进PLLA结晶;PLLA/PCL复合球晶多孔材料的表观水接触角和油接触角分别为146°和0°,表明它具有良好的疏水性和亲油性,可用作油水分离材料。它的高孔隙率的结构特征使它的饱和吸油量达到约16g/g。PLLA/PCL复合球晶多孔材料有望用作生物降解型油水分离材料。

复合热致相分离制膜方法

系统介绍了北京坎普尔环保技术有限公司自主创新研发成功的复合热致相分离(complex Thermally Induced Phase Separation,简称为c-TIPS)制膜方法,并与经典的热致相分离(TIPS)制膜方法和修正热致相分离(m-TIPS)制膜方法作了比较.c-TIPS法以水溶性良溶剂和水溶性添加剂组成的混合物作为"复合稀释剂",在加热搅拌罐中,于聚合物熔点(Tm)以下的温度(一般为90～170℃)下形成聚合物/复合稀释剂体系的均相溶液,在相同温度或低5～10℃的温度下纺丝,通过控制芯液和冷却液的组成,利用同时或先后发生的热致相分离(TIPS)和非溶剂致相分离(NIPS)过程的复合相分离过程,制备了强度高、通量大、外表面有皮层(超滤膜)和没有皮层(微滤膜)的新型中空纤维(毛细管)多孔膜.该方法适用于几乎所有半结晶性和非结晶性制膜材料,例如,PVDF,PES,PS,PVC,PAN,PMMA,CA,等,所得膜的综合性能大大优于用NIPS法制备的同样材料的膜性能.