聚偏氟乙烯论文：NIPS法制备超疏水性PVDF膜的研究

聚偏氟乙烯论文：NIPS法制备超疏水性PVDF膜的研究

【中文摘要】本文研究了以TEP-DMAc为混合溶剂,利用非溶剂相转化法(NIPS)制备PVDF微孔分离膜的方法。其中涉及了PVDF种类、聚四氟乙烯(PTFE)颗粒、异丙醇凝胶浴以及以无纺布为支撑体对PVDF微孔膜的影响。具体结果如下：首先,比较了由PVDF和PVDF-HFP两种膜材料所制备的微孔膜的分离性能、疏水性能、机械性能等各方面的膜性能,通过实验数据说明,在相同的制膜条件下,PVDF微孔膜的膜性能在各方面均优于PVDF-HFP微孔膜。其次,讨论了纳米级的PTFE颗粒以及异丙醇凝胶浴对于PVDF-PTFE微孔膜的影响。其中,PTFE颗粒负载量的提高有利于PVDF-PTFE微孔膜的疏水性能的提高,上下表面初始动态接触角分别由79°和112°增加到了85°和131.5°。同时,膜结构也从不对称的指状孔和海绵状的双面结构变化成为伴有团聚结构的海绵状对称的膜结构。以异丙醇为凝胶浴所制备的PVDF-PTFE微孔膜在疏水性方面得到了进一步的提高,初始动态接触角由87°增加到130°以上,但同时其对应的微孔膜机械强度也出现了大幅度下降。实验数据表明,以浓度为80wt.%的异丙醇为凝胶浴,在其中停留5秒钟后转入纯水凝胶浴中充分凝胶所制备的PVDF-PTFE微孔膜的各项膜性能最为理想。最后,本文还考察了以无纺布为支撑体的PVDF-PTFE微孔膜的各项膜性能的变化情况。其微孔膜的上下表面初始动态接触角基本保持在120°到130°,并且在经过温度为60℃烘箱热处理过之后,初始动态接触角可以提高5°左右。

【英文摘要】With mixture of triethyl phosphate (TEP)-N, N-dimethylacetamide (DMAc) solvent, the flat microporous hydrophobic membranes were prepared using nonsolvent induces phase separation (NIPS) method. Many factors which could influence the performance of microporous hydrophobic membranes were studied, such as different kinds of polyvinylidene (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE) particles, coagulation bath of isopropanol and non-woven fabrics as membrane support. The experimental results are as following:Firstly, the differences between PVDF and PVDF-HFP microporous membrane in membrane performance, hydrophobicity and mechanism were studied. Based on the result of experiment, the performance of PVDF membrane was better than PVDF-HFP membrane.Secondly, the introduction of PTFE particles could improve the hydrophobicity of PVDF-PTFE membrane, with the increase of dynamic contact angle (up side and down side of membrane) from 79°and 112°to 85°and 131.5°. And at the same time the morphology of membrane changed from finger-like and sponge-like structure to sponge-like structure across the whole section. Additionally, isopropanol coagulation could also improve the membrane hydrophobicity greatly from 87°to more than 130°. Base on the experiment, the ideal membrane could be prepared with 50wt.% PTFE particle

loading,80wt.% isopropanol bath in 5 seconds, and then water bath with final precipitation.Finally, PVDF-PTFE microporous membrane was prepared with non-woven fabrics as membrane support. The dynamic contact angle could keep between 120°nd 130°, with improvement of about 5°fter heating in 60℃oven.

【关键词】聚偏氟乙烯 聚四氟乙烯 疏水性 异丙醇 无纺布 【备注】索购全文在线加好友

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polytetrafluoroethylene hydrophobicity isopropanol non-woven fabrics

【目录】NIPS法制备超疏水性PVDF膜的研究5-610-1210-11膜12-15

Abstract6

第一章 绪论10-25

摘要

1.1 膜介绍

1.1.1 膜分离技术101.1.2 膜分离技术的特点

1.2 PVDF微孔1.2.2 PVDF

1.1.3 膜分离技术的分类11-121.2.1 PVDF微孔膜的介绍

12-13

微孔膜的应用13-1515-19

1.3 PVDF微孔膜的制备

1.3.2

1.3.1 相分离法制备PVDF分离膜15-18

1.3.3 径迹蚀刻法制备PVDF膜

烧结法制备PVDF膜1818-19

1.4 NIPS法制备PVDF超疏水微孔膜的影响因素

19-2319-21

1.4.1 溶剂对分离膜微观结构的影响1.4.2 蒸发时间对分离膜的影响21

21-22

1.4.3 凝胶

浴对分离膜的影响22

1.4.4 凝胶浴温度对分离膜的影响

1.5 本

1.4.5 非溶剂添加剂对分离膜的影响22-23

论文的研究内容23-25较研究25-35

第二章 PVDF与PVDF-HFP疏水性的比

2.2 PVDF膜与PVDF-HFP膜

2.1 前言25

制备实验部分25-2725-27

2.2.1 主要试剂、仪器与材料

2.3

2.2.2 PVDF膜与PVDF-HFP平板膜的制备27

27-29

膜结构与性能的表征情况27-2828

2.3.1 透光法测定非溶剂相转化

2.3.2 水通量和截留率的测定方法

2.3.4 扫

2.3.3 孔隙率以及平均孔径的测定28-29

2.3.5 动态接触角29

描电镜292.4 PVDF膜与2.4.1 以混合溶剂制备

PVDF-HFP膜制备的结果与讨论29-34平板膜的说明29响29-3030-3232-3434

2.4.2 PVDF膜与PVDF-HFP膜对膜性能的影

2.4.3 PVDF膜与PVDF-HFP膜对膜疏水性的影响2.4.4 PVDF膜与PVDF-HFP膜对膜凝胶速率的影响2.4.5 PVDF膜与PVDF-HFP膜对膜机械强度的影响

2.5 本章小结34-35第三章 PTFE微粒和异丙醇凝

3.1 前言

3.2.1 主

胶浴对PVDF膜疏水性影响的研究35-5935-36

3.2 PTFE-PVDF膜制备实验部分36-39

36-37

要试剂、仪器与材料37-38

3.2.2 PVDF-PTFE平板膜的制备

3.2.3 以异丙醇为凝胶浴的PVDF-PTFE平板膜的制备

38-393.2.4 膜结构与性能的表征393.3 PTFE-PVDF

平板膜制备的结果与讨论39-493.3.1 PTFE颗粒负载量对

3.3.2 不同浓度的

3.4 异丙醇为凝

PVDF膜微观结构以及性能的影响39-47PVDF对PVDF-PTFE膜的膜性能的影响胶浴对PVDF-PTFE膜的影响49-57PVDF-PTFE膜的影响49-53

47-49

3.4.1 不同浓度异丙醇对

3.4.2 异丙醇凝胶浴中不同停留时

3.5 本章

间对PVDF-PTFE膜微观结构以及性能的影响53-57小结57-59的研究59-

第四章 以无纺布为支撑体的PTFE-PVDF膜疏水性4.1 前言59

4.2 以无纺布为支撑体的4.2.1 主要试剂、仪器与材

PTFE-PVDF膜制备实验部分59-60料59-60备60

4.2.2 以无纺布为支撑体的PTFE-PVDF平板膜的制4.2.3 膜结构与性能的表征

6060-63

4.3 以无纺布为

4.3.1 以无

4.3.2

支撑体的PTFE-PVDF平板膜的结果与讨论

纺布为支撑体的PTFE-PVDF平板膜疏水性的影响60-62热处理对PTFE-PVDF平板膜疏水性的影响结63--6566-73

第五章 总结-665.2 今后工作展望65-66致谢

73-74

62-63

4.4 本章小

5.1 全文总结参考文献

74

个人简历以及论文发表情况