浸没沉淀法的制备PVDF微孔膜.ppt

浸没沉淀法制备PVDF微孔膜 PVDF的简介 浸没沉淀法制膜 浸没沉淀法制备PVDF 微孔膜的进展 典型的膜结构 影响膜结构形态的因素 结论 PVDF的简介 聚偏氟乙烯(PVDF) 是一种白色粉末状结晶聚合物, PVDF 的抗紫外线和耐老化性能优异, 对波长200 ~ 400 nm的紫外线辐照稳定, 其薄膜置于室外一二十年也不变脆龟裂, 并且PVDF其化学稳定性良好, 室温下不受酸、碱等强氧化剂和卤素腐蚀。PVDF微滤膜以其疏水性已成功地应用于油水分离、废水处理、工业气体过滤等场合。 浸没沉淀法制膜 浸没沉淀法制膜 相转化法就是配置一定组成的均相聚合物溶液，通过的一定的物理方法改变溶液的热力学状态，使其从均相的聚合物溶液发生相分离，最终转变成一个三围大分子网络式的凝胶结构。 浸没沉淀法制备PVDF 微孔膜的进展 研究者 溶剂 添加剂 凝固剂 膜参数 T.uragame 多种 —— —— 微孔 Joseph.D grandine 丙酮 —— 水 微孔 K. Jian DMAc —— 水/丙酮 通量182kg/(m2.h) Dongliang Wang DMAc/乙醇 PVP 水 通量156kg/(m2.h) 杜启云 DMAc NH4Cl 乙醇 通量275kg/(m2.h) 从表中可以看出： 1、溶剂主要是极性溶剂，可以是单一的 也可以是多种溶剂的混合物 2、铸膜液中可以加入有机物、无机物或者非溶剂 3、凝固液可以是单一的非容积，也可以是多种溶剂的混合物 所以，影响膜结构的因素是很复杂的 影响膜结构形态的因素 聚合物浓度的增加,将使所成膜的表层增厚,孔隙率和孔间互连度下降,孔径减小。同时聚合物浓度的增加,可消除膜内大孔结构的形成。对于多孔膜,在不同聚合物浓度下均发生瞬时液-液分相, 但是对高浓度的聚合物制膜液,薄膜/凝固浴界面处的聚合物浓度较高,因而将形成孔隙率较低的多孔表层,所形成膜的水通量亦较小。 聚合物浓度的影响 PVDF浓度对膜性能的影响 溶剂/非溶剂体系 当铸膜液中溶剂向外扩散传质的速度大于非溶剂向内传质的速度时, 有利于形成表皮致密膜;而当非溶剂向内扩散传质的速度大于溶剂向外传质的速度时, 易形成多孔膜。 极性由大到小： DMF 二噁烷 丙酮 THF 添加剂对膜结构和性能的影响 通过调整聚合物溶液中添加剂的种类和比例可以影响溶液中胶束聚集态和网络状态的比例及尺寸、混合溶剂的溶度参数和化学位以及凝胶过程中水与混合溶剂的交换扩散速率, 最终影响膜成型后的孔径大小、分布及孔隙率 含大分子致孔剂PVDF中空纤维膜貌 加入不良溶剂对膜结构的影响 凝固浴组成对膜结构和性能的影响 非溶剂与溶剂之间的相互作用影响膜的结构和性能。二者相互作用越大, 也就是二者溶度参数差值越小, 聚合物凝胶速率越快, 从而产生较大的指状孔,而较慢的凝胶速率产生海绵状孔。 结 论 1、浸没沉淀相转化法制膜过程中, 聚合物的相转变(如凝胶化、玻璃化转变或结晶)可有效固定由液-液分相过程所形成的结构形态, 并最终形成不同结构形态的聚合物分离膜； 2、浸入沉淀相转化法所制备的聚合物分离膜, 通常具有5类典型的膜结构形态: 海绵孔结构、球粒状结构、双连续结构、大孔结构以及胶乳状结构； 3、聚合物的浓度、溶剂/非溶剂体系的选择、制膜液组成、凝胶浴的组成等对膜的结构形态和性能影响较大; *