發(fā)布時間：2020-03-30 15:02

【摘要】：靜電紡絲纖維膜具有高孔隙率、較大的比表面積、優(yōu)良的機械性能等優(yōu)勢,因而得到廣泛的研究與應(yīng)用。目前國內(nèi)對靜電紡絲纖維膜的滲透特性的研究很少,且尚未有無紡纖維膜與類平行纖維膜的對比研究。針對這一問題,本文以制備的聚丙烯腈(PAN)纖維膜和聚偏氟乙烯(PVDF)纖維膜為研究對象,利用實驗室自主搭建的水力滲透裝置,通過控制纖維膜自身參數(shù)和流體的特性參數(shù),對PAN纖維膜的水力滲透特性和PVDF纖維膜的穿透壓的影響因素進行了實驗研究。首先通過控制纖維膜紡絲過程參數(shù),制備了PAN和PVDF不同質(zhì)量濃度的無紡纖維膜和類平行纖維膜。并對各類纖維膜的表面形貌、纖維絲直徑、孔隙率等參數(shù)進行了表征。結(jié)果表明纖維膜孔隙相互貫通,纖維絲表面光滑,纖維絲直徑在亞微米級,最小直徑可達200nm。PAN纖維膜的孔隙率為80%~95%,PVDF纖維膜的孔隙率為70%~85%,且纖維絲直徑越小孔隙率越高,類平行纖維膜由于有序的排列結(jié)構(gòu),孔隙率小于同一直徑下的無紡膜孔隙率。其次,選取三種直徑、兩種結(jié)構(gòu)的PAN與PVDF纖維膜進行水力滲透實驗,探究不同的膜參數(shù)和去離子水的流速對纖維膜滲透特性的影響。結(jié)果表明,水在PAN纖維膜膜孔中流動,纖維絲受到水流的牽引而發(fā)生滑移、彎曲與粘連,纖維膜受到壓縮,導(dǎo)致孔隙率和滲透性下降;對于PVDF纖維膜,由于PVDF具有疏水性,水進入纖維膜孔需要一定的驅(qū)動壓力,當(dāng)壓力達到某一值時,水才能穿過纖維膜膜孔,而這個壓力值即為LEP(Liquid Entry Pressure)。LEP與PVDF纖維膜的孔直徑、纖維絲直徑、流體的表面張力有關(guān)。最后,通過控制去離子水溫度、配制不同質(zhì)量濃度的NaCl溶液和乙醇溶液,探究了流體的動力粘度和表面張力對纖維膜滲透特性的影響。結(jié)果表明,流體動力粘度增加,PAN纖維膜的滲透性提高,實驗結(jié)果與理論公式一致;對于去離子水,溫度升高后水的動力粘度下降,這會降低滲透性,但內(nèi)能和分子動能增加,水分子在纖維膜孔內(nèi)擴散速度增加,這會提高滲透性,根據(jù)實驗結(jié)果,滲透性與溫度無關(guān);流體表面張力增加,PVDF纖維膜的LEP增加,實驗結(jié)果與理論公式一致。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ340.64;TQ051.893

【參考文獻】

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本文編號：2607700