本文關(guān)鍵詞：PVC改性超濾膜制備及性能研究

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【摘要】：聚氯乙烯(PVC)有產(chǎn)量高、廉價、耐酸堿腐蝕性及耐磨性等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于超濾膜領(lǐng)域。但由于PVC超濾膜親水性、耐熱性和機械強度較差,導致其發(fā)展受到了限制。本論文通過探索聚合物濃度、添加劑含量、停留時間及凝膠浴溫度等因素,確定最佳制備PVC超濾膜工藝條件。然后對制備的超濾膜進行改性。分別探索了有機共混改性、有機-無機雜化共混改性。并得到以下結(jié)論。研究確定了PVC超濾膜制備工藝條件：聚氯乙烯(PVC)濃度為18wt.%,無水氯化鋰濃度為6wt.%,聚乙二醇濃度為2wt.%,溶劑蒸發(fā)時間為1min,凝膠溫度為冰水混合物(0℃)。在該條件下制各的PVC超濾膜其表面及斷面都有良好的形態(tài)及孔徑結(jié)構(gòu),有高的水通量(630L·m-2·h-1),對BSA有高的截留率(96%以上)。并且使用Flory-Huggins方程對PVC三元制膜體系的相圖進行計算,與實驗結(jié)果進行比較,發(fā)現(xiàn)計算結(jié)果與實驗結(jié)果吻合較好。研究了PVC超濾膜有機共混改性。分別選擇PS和ABS塑料與PVC進行共混,實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),PS塑料與各類致孔劑的混溶比例低。并且,PVC與PS共混時發(fā)現(xiàn)兩者相容性差,無法共混制膜。PVC與ABS共混后有良好的成膜性能,該共混膜分離性能優(yōu)良,其純水通量為340L·m-2·h-1,對牛血清蛋白的截留率在95%以上。共混膜在高壓和高溫下長時間運行,其截留率仍出現(xiàn)了一定的下降,但與純PVC超濾膜相比,其截留率的下降速率出現(xiàn)了明顯的減緩趨勢。研究了PVC超濾膜有機-無機雜化共混改性。選擇的無機共混材料為硅酸鈣,實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),在硅酸鈣含量為5wt.%時,共混膜具有良好的機械強度、熱穩(wěn)定性及耐強堿腐蝕性能。在0.4MPa過膜壓力下持續(xù)運行5h,對BSA的截留率保持在96%以上；在50℃下持續(xù)運行5h時,其對BSA的截留率保持在94%以上。將共混膜在pH=13的強堿溶液中浸泡24h,膜面無明顯損傷,截留率仍保持在96%以上；在pH=2的強酸中浸泡24h,膜面損傷明顯,截留率明顯下降。并且,通過對共混膜制備工藝的調(diào)整,實現(xiàn)了共混膜對相對分子量為2000～67000的物質(zhì)截留,完成了其結(jié)構(gòu)調(diào)整,擴大了共混膜的使用范圍,使其更加具備了工業(yè)應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：PVC 超濾膜 有機共混改性 有機-無機共混改性
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-13
• 第1章 緒論13-26
• 1.1 膜分離技術(shù)13-18
• 1.1.1 膜分離技術(shù)的發(fā)展13-14
• 1.1.2 膜分離技術(shù)特點14
• 1.1.3 膜的分類14-15
• 1.1.4 膜材料15-16
• 1.1.5 分離膜的制備16-18
• 1.2 超濾膜18-21
• 1.2.1 超濾膜簡介18
• 1.2.2 超濾的基本原理18-19
• 1.2.3 超濾膜的特點及改性19-21
• 1.3 PVC超濾膜研究進展21-22
• 1.3.1 PVC的特點及發(fā)展21-22
• 1.3.2 PVC超濾膜的研究進展22
• 1.4 共混超濾膜的研究進展22-24
• 1.4.1 高分子材料共混超濾膜22-23
• 1.4.2 有機-無機雜化超濾膜23-24
• 1.5 本論文研究內(nèi)容及意義24-26
• 第2章 實驗材料與方法26-33
• 2.1 實驗試劑與儀器26-27
• 2.1.1 實驗試劑26-27
• 2.1.2 實驗儀器27
• 2.2 超濾膜制備方法27
• 2.3 超濾膜結(jié)構(gòu)及性能表征27-31
• 2.3.1 膜孔結(jié)構(gòu)形態(tài)27-28
• 2.3.2 超濾膜分離性能測試28-30
• 2.3.3 超濾膜親水性能測試30
• 2.3.4 超濾膜機械性能測試30-31
• 2.3.5 超濾膜耐溫性能測試31
• 2.3.6 超濾膜耐酸堿腐蝕性能測試31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第3章 PVC超濾膜的制備及性能研究33-48
• 3.1 引言33-34
• 3.2 PVC超濾膜制膜工藝的研究34-39
• 3.2.1 PVC濃度對膜結(jié)構(gòu)的影響34-35
• 3.2.2 致孔劑濃度對膜結(jié)構(gòu)的影響35-36
• 3.2.3 蒸發(fā)時間對膜結(jié)構(gòu)的影響36-37
• 3.2.4 凝膠溫度對膜結(jié)構(gòu)的影響37-38
• 3.2.5 PVC超濾膜制膜工藝確定38-39
• 3.3 PVC超濾膜分離性能測試39-42
• 3.4 PVC多元制膜體系的計算42-47
• 3.4.1 三元相圖計算43-44
• 3.4.2 相互作用參數(shù)44-46
• 3.4.3 計算結(jié)果與實驗結(jié)果對比46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第4章 對PVC超濾膜的有機共混改性探索48-57
• 4.1 引言48-49
• 4.2 PVC/PS共混超濾膜制備研究49-51
• 4.3 PVC/ABS共混超濾膜研究51-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第5章 PVC超濾膜有機/無機雜化改性研究57-75
• 5.1 前言57
• 5.2 PVC/硅酸鈣雜化共混超濾膜研究57-65
• 5.2.1 PVC/硅酸鈣共混超濾膜制備58
• 5.2.2 PVC/硅酸鈣共混超濾膜分離性能及親水性測定58-59
• 5.2.3 PVC/硅酸鈣共混膜結(jié)構(gòu)性能評價59-61
• 5.2.4 PVC/硅酸鈣共混膜紅外測試評價61
• 5.2.5 PVC/硅酸鈣共混膜機械性能評價61-63
• 5.2.6 PVC/硅酸鈣共混膜耐溫性能評價63-64
• 5.2.7 PVC/硅酸鈣共混膜耐酸堿性能研究64-65
• 5.3 PVC/硅酸鈣共混超濾膜的結(jié)構(gòu)調(diào)控65-73
• 5.3.1 PVC濃度調(diào)整對膜分離性能影響65-67
• 5.3.2 硅酸鈣濃度調(diào)整對膜分離性能影響67
• 5.3.3 蒸發(fā)時間調(diào)整對膜分離性能影響67-70
• 5.3.4 致孔劑調(diào)整對膜分離性能影響70-73
• 5.4 本章小結(jié)73-75
• 總結(jié)75-78
• 致謝78-79
• 參考文獻79-85
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文85

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