本文選題：乙烯-乙烯醇共聚物　切入點：熱致相分離法　出處：《天津工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：膜分離技術(shù)以其操作簡單、節(jié)能、高效、無二次污染、可常溫下連續(xù)操作等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、水處理等領(lǐng)域。目前已經(jīng)工業(yè)化的高分子膜材料如聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯等,具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,但其親水性較差,在實際應(yīng)用中易吸附蛋白質(zhì)等小分子污染物,降低膜分離效率,縮短膜使用壽命。乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)是一種半結(jié)晶的無規(guī)共聚物,其中聚乙烯醇鏈段賦予EVOH優(yōu)異的親水性能,使其抗污染性明顯優(yōu)于聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯等。本文以EVOH為成膜聚合物,設(shè)計聚合物成膜體系,采用熱致相分離法(TIPS)研究具有多孔結(jié)構(gòu)的EVOH平板膜。首先,以EVOH為成膜聚合物,以丙三醇和聚乙二醇(PEG600)組成混合稀釋劑,采用TIPS法制備了EVOH平板膜。研究了稀釋劑組成對EVOH平板膜結(jié)構(gòu)與性能的影響。結(jié)果表吸,當(dāng)混合稀釋劑中PEG600與丙三醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為7：3、5：5時,所得膜橫截面為海綿狀孔結(jié)構(gòu),當(dāng)PEG600與丙三醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為3：7時,膜的橫截面出現(xiàn)規(guī)則的球晶結(jié)構(gòu)。隨稀釋劑中丙三醇含量增加,膜的純水通量降低,對牛血清蛋白(BSA)的截留率增加。其次,以EVOH為成膜聚合物,以丙三醇和PEG600組成混合稀釋劑,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為成孔劑,采用TIPS法制備了EVOH平板膜。研究了聚合物濃度和成孔劑對EVOH平板膜結(jié)構(gòu)與性能的影響。結(jié)果表明,所得EVOH平板膜為具有海綿狀孔的均質(zhì)膜結(jié)構(gòu),隨聚合物濃度的增加,膜表面及斷面孔徑減小,孔隙率以及純水通量降低,BSA截留率升高,截留率可達89%以上。當(dāng)加入PVP為0.5wt%時,與未添加時相比,純水通量略有改善,BSA溶液截留率、平均孔徑與孔隙率變化不大。最后,以EVOH為成膜聚合物,以丙三醇和PEG600組成混合稀釋劑,以納米二氧化硅(Si02)為添加劑,采用TIPS法制備了EVOH/SiO2雜化膜。研究了添加劑Si02對EVOH平板膜結(jié)構(gòu)與性能的影響。結(jié)果表明,隨Si02含量增加,膜平均孔徑與孔隙率呈先增大后減小的趨勢,斷裂強度提高而斷裂伸長率降低。當(dāng)Si02含量為0.5wt%時,所得膜性能較好,其孔隙率為74.0%,平均孔徑為0.5μm,純水通量可達511 L·m-2·h-1,對BSA截留率可達88%以上,斷裂強度為3.5MPa,斷裂伸長率為21.7%。
[Abstract]:Membrane separation technology is widely used in chemical industry, medicine, water treatment and other fields because of its advantages of simple operation, energy saving, high efficiency, no secondary pollution, continuous operation at room temperature and so on. Polyvinylidene fluoride (PVDF) has excellent chemical stability and thermal stability, but its hydrophilicity is poor. In practical application, it is easy to adsorb small molecule pollutants such as protein, and reduce the efficiency of membrane separation. Ethylene-ethylenol copolymer (EVOH) is a semi-crystalline random copolymer, in which the polyvinyl alcohol chain gives EVOH excellent hydrophilicity, making it obviously superior to polypropylene and polyethylene. Polyvinylidene fluoride (PVDF) was used as the film forming polymer in this paper. In this paper, EVOH was used as the film forming polymer, and the EVOH flat membrane with porous structure was studied by thermal phase separation method. Firstly, EVOH was used as the film forming polymer. EVOH flat membrane was prepared by TIPS method with mixed diluent composed of glycerol and polyethylene glycol PEG600. The effects of diluent composition on the structure and properties of EVOH flat membrane were studied. When the mass fraction ratio of PEG600 to propanediol is 7: 3 / 5: 5, the cross-section of the film is a spongy pore structure, and when the mass ratio of PEG600 to glycerol is 3: 7, Regular spherulite structure appeared in the cross section of the membrane. With the increase of glycerol content in the diluent, the pure water flux of the membrane decreased, and the rejection rate of bovine serum protein (BSA) increased. Secondly, EVOH was used as the film forming polymer, and the mixed diluent was composed of propanol and PEG600. Polyvinylpyrrolidone (PVP) was used as pore forming agent to prepare EVOH flat membrane by TIPS method. The effects of polymer concentration and pore-forming agent on the structure and properties of EVOH flat membrane were studied. The results showed that the obtained EVOH flat membrane had a homogeneous membrane structure with sponge pore. With the increase of polymer concentration, the pore size and pore size of the membrane surface and section decrease, the porosity and the pure water flux decrease, the retention rate of the membrane increases to more than 89%. When the addition of PVP is 0.5 wt%, compared with the unadded one, the pore size of the membrane decreases. Pure water flux improved the retention rate of BSA solution slightly, and the average pore size and porosity changed little. Finally, EVOH was used as film forming polymer, propyl triol and PEG600 as mixed diluent and nano-silica as additive. EVOH/SiO2 hybrid membrane was prepared by TIPS method. The effect of additive Si02 on the structure and properties of EVOH flat membrane was studied. The results showed that the average pore size and porosity of the membrane increased first and then decreased with the increase of Si02 content. When the content of Si02 was 0.5 wt%, the membrane had a good performance, with a porosity of 74.0 渭 m, an average pore size of 0.5 渭 m, a pure water flux of 511 L 路m -2 路h-1, a rejection rate of more than 88% to BSA, a fracture strength of 3.5 MPA and an elongation at break of 21.7m.
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893

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本文編號：1606227