本文關(guān)鍵詞：熱致相分離法制備氯化聚氯乙烯微孔膜及其結(jié)構(gòu)與性能調(diào)控

  更多相關(guān)文章： 氯化聚氯乙烯 熱致相分離 液滴生長(zhǎng) 微孔膜

【摘要】：氯化聚氯乙烯(CPVC)作為聚氯乙烯(PVC)的一個(gè)重要改性品種,不僅保持PVC原有的性價(jià)比高、耐腐蝕性能顯著等優(yōu)點(diǎn),由于氯含量的提高,CPVC的耐熱性能和機(jī)械性能都大大提升,是一種理想的制膜材料。目前,CPVC膜的制備方法仍舊局限于非溶劑致相分離(NIPS)法,極大地制約這類膜材料的進(jìn)一步發(fā)展。熱致相分離(TIPS)法作為一種簡(jiǎn)單新穎的微孔膜制備方法,因其具有機(jī)理明確和易于控制的優(yōu)點(diǎn)而備受研究者的青睞。本文選用CPVC為制膜材料,分別采用TIPS法和復(fù)合熱致相分離法制備CPVC微孔膜,系統(tǒng)地研究了成膜過程中不同影響因素對(duì)體系相分離行為和膜結(jié)構(gòu)與性能的影響,為TIPS法制備CPVC微孔膜提供理論基礎(chǔ)。本文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)選用二苯醚(DPE)為稀釋劑,采用TIPS法成功制備CPVC微孔膜,通過濁點(diǎn)測(cè)定、液滴生長(zhǎng)和凝膠動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn),系統(tǒng)地研究成膜體系的熱力學(xué)性質(zhì)和動(dòng)力學(xué)過程,并從理論方面解釋聚合物濃度和冷卻速率對(duì)膜結(jié)構(gòu)與性能的影響。TIPS法制膜過程中,CPVC/DPE體系主要發(fā)生液-液相分離和凝膠化轉(zhuǎn)變,所制CPVC微孔膜呈蜂窩狀孔結(jié)構(gòu)。當(dāng)CPVC/DPE體系溫度降至其濁點(diǎn)溫度時(shí),均一溶液發(fā)生液-液相分離,形成稀釋劑富相的液滴相和聚合物富相的連續(xù)相;當(dāng)溫度降至其凝膠溫度時(shí),聚合物富相發(fā)生凝膠化轉(zhuǎn)變,相分離過程終止。聚合物濃度或冷卻速率的降低能夠減小成膜體系粘度、延長(zhǎng)相分離時(shí)間,都明顯有利于液滴相的生長(zhǎng),并促進(jìn)液滴直徑和膜孔徑的增大,進(jìn)而引起微孔膜純水通量的提高及其機(jī)械性能的減弱。在CPVC膜的穩(wěn)定性測(cè)試中,所制膜表現(xiàn)出良好的耐腐蝕性能。(2)為了改善膜結(jié)構(gòu)、提升膜性能,選擇聚乙二醇(PEG)作為CPVC/DPE體系的添加劑,采用TIPS法制備CPVC微孔膜,并著重考察PEG分子量及添加量對(duì)CPVC/DPE/PEG體系相分離行為和膜結(jié)構(gòu)影響。PEG的加入明顯降低了聚合物與稀釋劑體系之間的相容性,但PEG的加入并沒有改變體系的相分離機(jī)理,成膜過程中仍是發(fā)生液-液相分離和凝膠固化。隨著PEG分子量或添加量的增加,CPVC/DPE/PEG體系的濁點(diǎn)向高溫方向移動(dòng),有利于大尺寸液滴的形成,進(jìn)而引起CPVC膜孔徑的增大,膜中閉孔結(jié)構(gòu)不斷減少,膜孔之間的貫通性得到改善,并促進(jìn)膜透水性能和機(jī)械性能的提升。(3)選用DPE和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作為混合稀釋劑,采用復(fù)合熱致相分離法制備CPVC微孔膜,并探討稀釋劑比例、聚合物濃度以及冷卻浴種類對(duì)膜結(jié)構(gòu)與性能的影響。結(jié)果表明,隨著DPE含量的提高,CPVC/DPE/DMF體系的相分離機(jī)理從單純的NIPS轉(zhuǎn)變?yōu)橐訲IPS過程為主,相應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)從指狀大孔到蜂窩狀孔的轉(zhuǎn)變。通過改變冷卻浴的種類可以改變成膜體系的相分離機(jī)理,以水為冷卻浴時(shí),體系中TIPS和NIPS過程相繼發(fā)生;以乙醇為冷卻浴時(shí),TIPS和NIPS過程同時(shí)發(fā)生,有利于膜表面微孔的形成。
【關(guān)鍵詞】：氯化聚氯乙烯 熱致相分離 液滴生長(zhǎng) 微孔膜
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ051.893
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 引言10
• 1.2 膜分離過程10-11
• 1.3 聚合物微孔膜的制備方法11-14
• 1.3.1 非溶劑致相分離（NIPS）法11-12
• 1.3.2 熱致相分離（TIPS）法12-13
• 1.3.3 復(fù)合熱致相分離法13-14
• 1.4 TIPS相分離機(jī)理14-18
• 1.4.1 液-液相分離熱力學(xué)14-16
• 1.4.2 液-液相分離動(dòng)力學(xué)16-17
• 1.4.3 固-液相分離17-18
• 1.4.4 凝膠固化18
• 1.5 氯化聚氯乙烯（CPVC）的概況18-20
• 1.5.1 CPVC的物理性質(zhì)18-19
• 1.5.2 CPVC的熱穩(wěn)定性19-20
• 1.5.3 CPVC膜的研究現(xiàn)狀20
• 1.6 本文立題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容20-22
• 1.6.1 立題依據(jù)20-21
• 1.6.2 研究?jī)?nèi)容21-22
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分22-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器22-23
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑22
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備22-23
• 2.2 聚合物微孔膜的制備23
• 2.2.1 TIPS法制備聚合物微孔膜23
• 2.2.2 復(fù)合熱致相分離法制備聚合物微孔膜23
• 2.3 相圖的繪制23-24
• 2.4 液滴生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)的測(cè)定24
• 2.5 凝膠動(dòng)力學(xué)的測(cè)定24
• 2.6 粘度的測(cè)定24
• 2.7 聚合物微孔膜的表征24-26
• 2.7.1 衰減全反射傅里葉紅外光譜分析24
• 2.7.2 微觀形貌的觀測(cè)24
• 2.7.3 孔隙率的測(cè)定24-25
• 2.7.4 純水通量的測(cè)定25
• 2.7.5 機(jī)械性能的測(cè)定25
• 2.7.6 耐腐蝕性能的測(cè)定25-26
• 第三章 TIPS法制備CPVC微孔膜及其結(jié)構(gòu)與性能調(diào)控26-38
• 3.1 引言26
• 3.2 稀釋劑的選擇26-27
• 3.3 CPVC/DPE體系的熱力學(xué)相圖27-28
• 3.4 CPVC/DPE體系的相分離動(dòng)力學(xué)28-31
• 3.4.1 液滴生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)分析28-30
• 3.4.2 凝膠動(dòng)力學(xué)分析30-31
• 3.5 CPVC微孔膜的結(jié)構(gòu)31-34
• 3.5.1 聚合物濃度的影響31-32
• 3.5.2 冷卻浴溫度的影響32-34
• 3.6 CPVC微孔膜的性能34-37
• 3.6.1 膜的純水通量和孔隙率34-35
• 3.6.2 膜的機(jī)械性能35-36
• 3.6.3 膜的耐腐蝕性能36-37
• 3.7 本章小結(jié)37-38
• 第四章 添加聚乙二醇制備CPVC微孔膜及其結(jié)構(gòu)與性能調(diào)控38-52
• 4.1 引言38
• 4.2 CPVC/DPE/PEG體系的相圖38-41
• 4.3 液滴生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)分析41-44
• 4.3.1 PEG分子量的影響41-42
• 4.3.2 PEG添加量的影響42-43
• 4.3.3 聚合物濃度的影響43
• 4.3.4 冷卻速率的影響43-44
• 4.4 CPVC微孔膜的結(jié)構(gòu)44-47
• 4.4.1 PEG分子量的影響44-45
• 4.4.2 PEG添加量的影響45
• 4.4.3 聚合物濃度的影響45-46
• 4.4.4 冷卻速率的影響46-47
• 4.5 CPVC微孔膜的純水通量和孔隙率47-48
• 4.6 CPVC微孔膜的機(jī)械性能48-50
• 4.7 PEG的殘留50-51
• 4.8 本章小結(jié)51-52
• 第五章 復(fù)合熱致相分離法制備CPVC微孔膜及其結(jié)構(gòu)與性能調(diào)控52-62
• 5.1 引言52
• 5.2 稀釋劑的選擇52-53
• 5.3 稀釋劑比例對(duì)膜結(jié)構(gòu)與性能的影響53-56
• 5.3.1 稀釋劑比例對(duì)膜結(jié)構(gòu)的影響53-55
• 5.3.2 稀釋劑比例對(duì)純水通量和孔隙率的影響55-56
• 5.3.3 稀釋劑比例對(duì)膜機(jī)械性能的影響56
• 5.4 聚合物濃度對(duì)膜結(jié)構(gòu)與性能的影響56-59
• 5.4.1 聚合物濃度對(duì)膜結(jié)構(gòu)的影響56-58
• 5.4.2 聚合物濃度對(duì)純水通量和孔隙率的影響58
• 5.4.3 聚合物濃度對(duì)膜機(jī)械性能的影響58-59
• 5.5 冷卻浴種類對(duì)膜結(jié)構(gòu)與性能的影響59-60
• 5.5.1 冷卻浴種類對(duì)膜結(jié)構(gòu)的影響59-60
• 5.5.2 冷卻浴種類對(duì)純水通量和孔隙率的影響60
• 5.5.3 冷卻浴種類對(duì)膜機(jī)械性能的影響60
• 5.6 本章小結(jié)60-62
• 第六章 全文結(jié)論與展望62-64
• 6.1 全文結(jié)論62-63
• 6.2 展望63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-72
• 附錄: 作者在攻讀碩士學(xué)位期間研究成果72

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張振宇;彭宗林;張隱西;;非對(duì)稱性聚合物微孔膜研究進(jìn)展[J];塑料工業(yè);2007年08期

2 王道登;孫建中;周其云;;工藝條件對(duì)LLDPE/POE/CaCO_3微孔膜的孔結(jié)構(gòu)及防水透濕性能的影響[J];功能高分子學(xué)報(bào);2008年01期

3 徐凱;張師軍;;透氣微孔膜制備方法及透氣機(jī)理的研究進(jìn)展[J];合成樹脂及塑料;2009年05期

4 吳秋林,吳邦明;微孔膜結(jié)構(gòu)與抗堵性能研究[J];膜科學(xué)與技術(shù);1993年04期

5 姚義;微孔膜加工工藝及其應(yīng)用[J];塑料科技;1994年04期

6 丁月萍;;微孔膜折疊濾芯的一種新型焊接方法及設(shè)備研發(fā)應(yīng)用[J];民營(yíng)科技;2013年12期

7 張軍,王曉琳,駱峰,許仲梓,溫建志;熱誘導(dǎo)相分離法制備低密度聚乙烯微孔膜——(Ⅱ)動(dòng)力學(xué)因素對(duì)微孔膜結(jié)構(gòu)的影響[J];高分子材料科學(xué)與工程;2005年05期

8 劉葭;丁治天;劉正英;楊偉;馮建民;楊鳴波;;分子量對(duì)聚丙烯拉伸微孔膜結(jié)構(gòu)的影響[J];高分子材料科學(xué)與工程;2011年02期

9 趙陽(yáng);王乾乾;王全杰;;聚氨酯微孔膜改性的研究進(jìn)展[J];西部皮革;2011年16期

10 田春霞,苑會(huì)林;防水透氣微孔膜[J];塑料;1998年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉思俊;周持興;俞煒;;超高分子量聚乙烯微孔膜的制備[A];2010年全國(guó)高分子材料科學(xué)與工程研討會(huì)學(xué)術(shù)論文集（下冊(cè)）[C];2010年

2 黃正德;劉永輝;侯龍;;離子微孔膜的應(yīng)用及研究[A];固體核徑跡論文集——第八屆全國(guó)固體核徑跡學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

3 劉思俊;俞煒;周持興;;成核劑對(duì)超高分子量聚乙烯微孔膜的影響[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

4 趙幸;;微孔透氣膜的發(fā)展[A];中國(guó)包裝技術(shù)協(xié)會(huì)塑料包裝委員會(huì)第六屆委員會(huì)年會(huì)暨塑料包裝新技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2002年

5 姚之侃;石俊黎;王婷;朱寶庫(kù);徐又一;;熱致相分離法制備聚乙烯/聚(4-甲基-1-戊烯)共混微孔膜[A];第四屆中國(guó)膜科學(xué)與技術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];2010年

6 蔡啟;雷彩紅;徐睿杰;胡冰;;橫向拉伸對(duì)聚丙烯微孔膜結(jié)構(gòu)與性能的影響[A];2013廣東材料發(fā)展論壇——戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展與新材料科技創(chuàng)新研討會(huì)論文摘要集[C];2013年

7 張春芳;朱寶庫(kù);徐又一;;熱致相分離法制備超高分子量聚乙烯微孔膜[A];第六屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（7）[C];2007年

8 李雪梅;李戰(zhàn)勝;何濤;;雙層刮膜法制備親水微孔膜[A];第三屆中國(guó)膜科學(xué)與技術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];2007年

9 鄭細(xì)鳴;萬(wàn)靈書;仰云峰;徐志康;;聚丙烯微孔膜表面荷負(fù)電改性及其抗污染性研究[A];第四屆中國(guó)膜科學(xué)與技術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];2010年

10 徐睿杰;雷彩紅;蔡啟;;拉伸速度對(duì)聚丙烯微孔膜成孔性能的影響[A];2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題N：高分子加工與成型[C];2013年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王光毅;10-100 keV質(zhì)子在PC絕緣體微孔膜中的輸運(yùn)[D];蘭州大學(xué);2015年

2 張春芳;熱致相分離法制備聚乙烯微孔膜的結(jié)構(gòu)控制及性能研究[D];浙江大學(xué);2006年

3 許穎;聚砜類微孔膜的制備、結(jié)構(gòu)控制與應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2006年

4 周婧;熱致相分離法制備親水性微孔膜及其改性研究[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

5 劉思俊;超高分子量聚乙烯相分離及微孔膜制備的研究[D];上海交通大學(xué);2013年

6 仰云峰;聚丙烯微孔膜的表面親水化及其抗污染性能研究[D];浙江大學(xué);2010年

7 王俊;10～18keV O~-負(fù)離子與絕緣體微孔膜相互作用的研究[D];蘭州大學(xué);2009年

8 計(jì)根良;熱致相分離法制備PVDF微孔膜的結(jié)構(gòu)控制與性能研究[D];浙江大學(xué);2008年

9 宇海銀;聚丙烯微孔膜表面的抗污染性改性研究[D];浙江大學(xué);2006年

10 劉富;PVDF、PVC微孔膜親水化改性的研究[D];浙江大學(xué);2007年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 徐佳麗;熔融拉伸法制備聚丙烯微孔膜的原位小角X射線散射研究[D];石河子大學(xué);2014年

2 崔營(yíng)營(yíng);微孔膜機(jī)械性能與熱穩(wěn)定性能的數(shù)值分析[D];大連理工大學(xué);2015年

3 陳賢德;熔體拉伸聚丙烯微孔膜的制備及性能研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2016年

4 馮栓虎;綠色熱致相分離法制備PVDF微孔膜[D];天津工業(yè)大學(xué);2016年

5 費(fèi)久慧;WBPU/PVA復(fù)合微孔膜結(jié)構(gòu)控制及應(yīng)用研究[D];蘇州大學(xué);2016年

6 章世林;基于膽酸分子兩親性的聚丙烯微孔膜表面改性[D];浙江大學(xué);2015年

7 閔瑛;熱致相分離法制備氯化聚氯乙烯微孔膜及其結(jié)構(gòu)與性能調(diào)控[D];江南大學(xué);2016年

8 王道登;LLDPE/POE/CaCO_3防水透濕微孔膜及多層復(fù)合膜研究[D];浙江大學(xué);2007年

9 尉麗峗;共聚改性聚丙烯腈微孔膜制備和分離性能的研究[D];浙江大學(xué);2006年

10 羅本U，

本文編號(hào)：1035420