本文關(guān)鍵詞：聚偏氟乙烯微濾膜的制備及其結(jié)構(gòu)演變機(jī)理的研究　出處：《陜西科技大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 聚偏氟乙烯 微濾膜 濕法 干法 結(jié)構(gòu)

【摘要】：聚偏氟乙烯(PVDF)是一種性能優(yōu)良的功能高分子材料,具有很好的耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性和可加工性,在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域常用于各種水處理和氣體處理,但是PVDF因其表面的疏水性,過濾時容易引起各種油性物質(zhì)的附著,造成膜表面污染和過濾通道堵塞等問題,使其應(yīng)用范圍受到一定程度的限制。加之目前PVDF過濾薄膜的制備常采用濕法成膜工藝,制備的PVDF薄膜機(jī)械性能有待提高。因此,探索新的PVDF過濾膜的制備方法,研究過濾膜中PVDF聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制,調(diào)節(jié)并控制其內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu),對于制備綜合性能優(yōu)異的PVDF過濾材料具有重要的理論指導(dǎo)意義。本課題首先采用濕法相轉(zhuǎn)化法制備PVDF微濾膜,研究了成膜制備過程中DMF濃度、成型溫度、PVDF固含量以及聚乙烯醇(PVA)親水改性劑的添加量等因素對PVDF多孔微濾膜結(jié)構(gòu)與性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,隨著凝固浴中DMF濃度的增加,PVDF膜內(nèi)的泡孔尺寸和指形孔結(jié)構(gòu)均有變小趨勢。PVDF固含量增大時,膜內(nèi)置換速率變緩,表面指形孔和內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)均變小。此外,隨著成膜溫度升高,三相交換變劇烈,PVDF微濾膜的孔徑增大。PVDF微濾膜的拉伸強度隨PVDF固濃度的升高和鑄膜液中DMF濃度的降低而增大。加入PVA后PVDF薄膜的接觸角由108°降低至63°,表明添加PVA改善了PVDF薄膜的親水性。熱力學(xué)相容性對多組分聚合物薄膜的相分離結(jié)構(gòu)具有重要影響,并進(jìn)而引起薄膜內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的變化。為了探索熱力學(xué)相容性不同的體系中PVDF微孔膜的結(jié)構(gòu)演變機(jī)制,以熱力學(xué)不相容體系PVDF/聚己內(nèi)酯(PCL)和熱力學(xué)相容體系PVDF/聚己二酸丁二酯(PBA)為例,研究了共混比例和溫度等因素對相分離結(jié)構(gòu)以及PVDF膜孔結(jié)構(gòu)與性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,在PVDF/PCL體系內(nèi),隨著PCL含量的增加,體系的熱力學(xué)相容性增強；隨著成膜溫度的升高,混合溶液的相容性越好。形貌研究表明,在PVDF成膜溶液濃度相同時,分別在45℃和90℃進(jìn)行溶液成膜,發(fā)現(xiàn)兩個體系內(nèi)均是高的成膜溫度形成的泡孔結(jié)構(gòu)較為均勻；隨PCL (PBA)含量的增加,PVDF復(fù)合法所得膜的拉伸強度下降而孔隙率增大。對比兩個體系,加入PBA的混合溶液相容性優(yōu)于PCL,制備的過濾膜形貌結(jié)構(gòu)也較PCL更均勻,泡孔結(jié)構(gòu)更細(xì)密,但PCL拉伸性能較PBA更好,孔隙率更大。為了闡述PVDF/PCL共混體系相分離結(jié)構(gòu)的演變機(jī)理,分別研究了該體系中兩組分結(jié)晶時的相互作用。結(jié)果表明,不同的混合比例下體系的相容性有所差異,PVDF的組分占優(yōu)時體系為熱力學(xué)不相容體系,PCL占優(yōu)時體系為熱力學(xué)相容性體系。動力學(xué)研究表明,在PVDF/PCL中,PCL的結(jié)晶速度高于純PCL和其他配比。為了深入研究PVDF晶體對PCL結(jié)晶的誘導(dǎo)作用,制備了高度取向的PVDF薄膜,并分析了PCL在取向PVDF基底上的結(jié)晶過程和結(jié)晶結(jié)構(gòu)。電子衍射研究表明,PCL分子鏈平行于PVDF基底的分子鏈,兩者的晶體之間存在完美的晶格匹配關(guān)系,這是共混體系中PVDF組分能夠誘導(dǎo)PCL結(jié)晶的根本原因。
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(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：1324000