1、浸沒沉淀法制備PVDF微孔膜PVDF的簡(jiǎn)介的簡(jiǎn)介 聚偏氟乙烯聚偏氟乙烯(PVDF) 是一種白色粉末狀是一種白色粉末狀結(jié)結(jié)晶聚晶聚合物合物, PVDF 的抗紫外線和耐老化性能優(yōu)的抗紫外線和耐老化性能優(yōu)異異, 對(duì)波長(zhǎng)對(duì)波長(zhǎng)200 400 nm的紫外線輻照穩(wěn)定的紫外線輻照穩(wěn)定, 其其薄膜置于室外一二十年也不變脆龜裂薄膜置于室外一二十年也不變脆龜裂, 并且并且PVDF其其化學(xué)穩(wěn)定性良好化學(xué)穩(wěn)定性良好, 室溫下不受酸、堿室溫下不受酸、堿等強(qiáng)氧化劑和鹵素腐蝕。等強(qiáng)氧化劑和鹵素腐蝕。PVDF微濾膜以其微濾膜以其疏水性已成功地應(yīng)用于油水分離、廢水處理疏水性已成功地應(yīng)用于油水分離、廢水處理、工業(yè)氣體過濾等場(chǎng)合。

2、、工業(yè)氣體過濾等場(chǎng)合。浸沒沉淀法制膜浸沒沉淀法制膜浸沒沉淀法制膜浸沒沉淀法制膜 相轉(zhuǎn)化法就是配置一定組成的相轉(zhuǎn)化法就是配置一定組成的均相均相聚合物溶液，通過的一定的聚合物溶液，通過的一定的物理方法物理方法改改變?nèi)芤旱淖內(nèi)芤旱臒崃W(xué)熱力學(xué)狀態(tài)，使其從均相的聚狀態(tài)，使其從均相的聚合物溶液發(fā)生合物溶液發(fā)生相分離相分離，最終轉(zhuǎn)變成一個(gè)，最終轉(zhuǎn)變成一個(gè)三圍大分子網(wǎng)絡(luò)式的三圍大分子網(wǎng)絡(luò)式的凝膠凝膠結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。浸沒沉淀法制備浸沒沉淀法制備PVDF 微孔膜的進(jìn)展微孔膜的進(jìn)展研究者研究者溶劑溶劑添加劑添加劑凝固劑凝固劑膜參數(shù)膜參數(shù)T.uragame多種微孔Joseph.D grandine丙酮水微孔K. Jia

3、nDMAc水/丙酮通量182kg/(m2.h)Dongliang WangDMAc/乙醇PVP水通量156kg/(m2.h)杜啟云DMAcNH4Cl乙醇通量275kg/(m2.h)從表中可以看出：從表中可以看出：1 1、溶劑主要是極性溶劑，可以是單一的、溶劑主要是極性溶劑，可以是單一的 也可以是多種溶劑的混合物也可以是多種溶劑的混合物2 2、鑄膜液中可以加入有機(jī)物、無機(jī)物或、鑄膜液中可以加入有機(jī)物、無機(jī)物或者非溶劑者非溶劑3 3、凝固液可以是單一的非容積，也可以、凝固液可以是單一的非容積，也可以是多種溶劑的混合物是多種溶劑的混合物所以，影響膜結(jié)構(gòu)的因素是很復(fù)雜的所以，影響膜結(jié)構(gòu)的因素是很復(fù)雜的

4、影響膜結(jié)構(gòu)形態(tài)的因素影響膜結(jié)構(gòu)形態(tài)的因素 聚合物濃度的增加聚合物濃度的增加, ,將使所成膜的表將使所成膜的表層增厚層增厚, ,孔隙率和孔間互連度下降孔隙率和孔間互連度下降, ,孔徑孔徑減小。同時(shí)聚合物濃度的增加減小。同時(shí)聚合物濃度的增加, ,可消除可消除膜內(nèi)大孔結(jié)構(gòu)的形成。對(duì)于多孔膜膜內(nèi)大孔結(jié)構(gòu)的形成。對(duì)于多孔膜, ,在在不同聚合物濃度下均發(fā)生瞬時(shí)液不同聚合物濃度下均發(fā)生瞬時(shí)液- -液分液分相相, , 但是對(duì)高濃度的聚合物制膜液但是對(duì)高濃度的聚合物制膜液, ,薄薄膜膜/ /凝固浴界面處的聚合物濃度較高凝固浴界面處的聚合物濃度較高, ,因因而將形成孔隙率較低的多孔表層而將形成孔隙率較低的多孔表層

5、, ,所形所形成膜的水通量亦較小。成膜的水通量亦較小。聚合物濃度的影響聚合物濃度的影響PVDF濃度對(duì)膜性能的影響溶劑溶劑/非溶劑體系非溶劑體系 當(dāng)鑄膜液中溶劑向外擴(kuò)散傳質(zhì)的速當(dāng)鑄膜液中溶劑向外擴(kuò)散傳質(zhì)的速度大于非溶劑向內(nèi)傳質(zhì)的速度時(shí)度大于非溶劑向內(nèi)傳質(zhì)的速度時(shí), 有利于有利于形成表皮致密膜形成表皮致密膜;而當(dāng)非溶劑向內(nèi)擴(kuò)散傳而當(dāng)非溶劑向內(nèi)擴(kuò)散傳質(zhì)的速度大于溶劑向外傳質(zhì)的速度時(shí)質(zhì)的速度大于溶劑向外傳質(zhì)的速度時(shí), 易易形成多孔膜。形成多孔膜。 極性由大到?。簶O性由大到?。?DMF 二噁烷二噁烷 丙酮丙酮 THF添加劑對(duì)膜結(jié)構(gòu)和性能的影響添加劑對(duì)膜結(jié)構(gòu)和性能的影響通過調(diào)整聚合物溶液中添加劑的種類通過

6、調(diào)整聚合物溶液中添加劑的種類和比例可以影響溶液中膠束聚集態(tài)和網(wǎng)和比例可以影響溶液中膠束聚集態(tài)和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的比例及尺寸、混合溶劑的溶度絡(luò)狀態(tài)的比例及尺寸、混合溶劑的溶度參數(shù)和化學(xué)位以及凝膠過程中水與混合參數(shù)和化學(xué)位以及凝膠過程中水與混合溶劑的交換擴(kuò)散速率溶劑的交換擴(kuò)散速率, , 最終影響膜成型最終影響膜成型后的孔徑大小、分布及孔隙率后的孔徑大小、分布及孔隙率含大分子致孔劑含大分子致孔劑PVDF中空纖維膜貌中空纖維膜貌加入不良溶劑對(duì)膜結(jié)構(gòu)的影響加入不良溶劑對(duì)膜結(jié)構(gòu)的影響凝固浴組成對(duì)膜結(jié)構(gòu)和性能的影響凝固浴組成對(duì)膜結(jié)構(gòu)和性能的影響 非溶劑與溶劑之間的相互作用影響非溶劑與溶劑之間的相互作用影響膜的結(jié)構(gòu)和

7、性能。二者相互作用越大膜的結(jié)構(gòu)和性能。二者相互作用越大, , 也就是二者溶度參數(shù)差值越小也就是二者溶度參數(shù)差值越小, , 聚合物聚合物凝膠速率越快凝膠速率越快, , 從而產(chǎn)生較大的指狀孔從而產(chǎn)生較大的指狀孔, ,而較慢的凝膠速率產(chǎn)生海綿狀孔。而較慢的凝膠速率產(chǎn)生海綿狀孔。結(jié)結(jié) 論論1、浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制膜過程中、浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制膜過程中, 聚合物的相轉(zhuǎn)聚合物的相轉(zhuǎn)變變(如凝膠化、玻璃化轉(zhuǎn)變或結(jié)晶如凝膠化、玻璃化轉(zhuǎn)變或結(jié)晶)可有效固定由液可有效固定由液-液分相過程所形成的結(jié)構(gòu)形態(tài)液分相過程所形成的結(jié)構(gòu)形態(tài), 并最終形成不同結(jié)構(gòu)并最終形成不同結(jié)構(gòu)形態(tài)的聚合物分離膜；形態(tài)的聚合物分離膜；2、浸入沉淀相轉(zhuǎn)化法所制備的聚合物分離膜、浸入沉淀相轉(zhuǎn)化法所制備的聚合物分離膜, 通通常具有常具有5類典型的膜結(jié)構(gòu)形態(tài)類典型的膜結(jié)構(gòu)形態(tài): 海綿孔結(jié)構(gòu)、球粒狀海綿孔結(jié)構(gòu)、球粒狀結(jié)構(gòu)、雙連續(xù)結(jié)構(gòu)、大孔結(jié)構(gòu)以及膠乳狀結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)、雙連續(xù)結(jié)構(gòu)、大孔結(jié)構(gòu)以及膠乳狀結(jié)構(gòu)；3、聚合物的濃度、溶劑、聚合物的濃度、溶劑/非溶劑體系的選擇、制非溶劑體系的選擇、制膜液組成、凝膠