疏水膜在使用中不可避免的會造成膜潤濕和膜污染,影響膜的使用效率,許多研究已經(jīng)提出通過增加膜表面疏水性,以達到提高耐潤濕性和抗污染性的效果。本文提出一種制備高疏水性分離膜的新方法,通過微壓印法和熱致相分離（TIPS）法聯(lián)合制備具有高疏水性的聚偏氟乙烯（PVDF）/超高分子量聚乙烯（UHMWPE）平板膜,在膜表面成功構(gòu)建陣列式微結(jié)構(gòu)。研究了UHMWPE含量和凝固浴溫度對PVDF/UHMWPE平板膜結(jié)構(gòu)與性能的影響。使用掃描電子顯微鏡（FESEM）和原子力顯微鏡（AFM）對膜表面形貌進行表征;使用差示掃描量熱法（DSC）分析膜的結(jié)晶行為;通過測量膜的靜態(tài)水接觸角、孔徑分布、氣通量、最小滲透壓力和力學(xué)強度,分析膜的疏水性能、滲透性能、耐潤濕性能和力學(xué)性能;使用膜潤濕測試和蛋白吸附測試分析了膜的抗?jié)櫇裥阅芎涂沟鞍孜叫阅?以此表征平板膜在使用過程中的抗污染性。研究結(jié)果顯示,PVDF/UHMWPE平板膜表面的微陣列結(jié)構(gòu)有效的增加了膜表面的接觸角,微陣列結(jié)構(gòu)的成功構(gòu)建增加了膜表面的粗糙度,從而提高了膜表面的疏水性。膜表面的微結(jié)構(gòu)復(fù)制精度與UHMWPE含量和凝固浴溫度有關(guān),UHMWPE含量的多少直接影... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１潤濕理論模型??

動角可以降低到５?°，具有超疏水性。??模板法工藝簡單，并且模板可重復(fù)使用，生產(chǎn)成本較低，但是使用模板法制??備復(fù)雜結(jié)構(gòu)的表面時復(fù)制精度難以控制，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具難以制備。目前模??板法制備超疏水表面大多停留在實驗室階段，將模板法應(yīng)用于大面積超疏水表面??的制備還存在困難，限制了模板法的工業(yè)應(yīng)用。??１．５微壓印技術(shù)??經(jīng)典模型的發(fā)展以及最近的實驗研宄表明，即使采用最低表面能的氟硅烷單??分子自組裝修飾的光滑表面與水的接觸角也不超過１２０?°１？，微納米尺度的表面??結(jié)構(gòu)和粗糙度在實現(xiàn)超疏水表面中起著關(guān)鍵作用微納米制造技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)??展促進了超疏水膜制備工藝的不斷進步。目前聚合物表面的微納加工技術(shù)主要包??括等離子體加工、超聲波加工、微壓印加工、微注塑加工、激光加工等，其中微??壓印成型和微注塑成型是目前最主要的微納制件批量加工技術(shù)＇＇??１．５．１微壓印原理??—

測定膜的最小液體滲透壓力（ＬＥＰ）來表征膜的耐潤濕性，使試裝置（圖２－１）測定共混膜的ＬＥＰ，將膜樣品放入測試組件水泵施加水壓，水壓可調(diào)，膜的另一側(cè)出水。調(diào)節(jié)水泵水壓，Ｐａ的水壓，保持５?ｍｉｎ，而后沒５?ｍｉｎ增加５?ＫＰａ水壓，直至，即為膜的ＬＥＰ。每組共混膜樣品測試５次，取每組數(shù)據(jù)的平值。??量測試??實驗室自制的氣通量測試裝置（圖２－２）測定共混膜的氣通量的圓形樣品置于實驗室自制的氣通量測試儀中密封，采用０．０預(yù)壓２０?ｍｉｎ，壓力表示數(shù)穩(wěn)定后進行氣通量測試，每組共混膜均值記為膜的氣通量。按下列公式（２－１）計算膜的氣通量：??】?＝?ＬＪ

【參考文獻】：
期刊論文
[1]微米陣列結(jié)構(gòu)聚合物薄膜的制備及其對細胞三維培養(yǎng)的影響[J]. 江衛(wèi)民,張偉康,李東棟,宋曄.  生物工程學(xué)報. 2018(11)
[2]我國超高分子量聚乙烯的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀[J]. 張文媛.  當(dāng)代石油石化. 2017(09)
[3]聚合物微納制造技術(shù)[J]. 孫靖堯,吳大鳴,劉穎,莊儉,許紅,鄭秀婷,趙中里.  橡塑技術(shù)與裝備. 2016(10)
[4]超疏水膜的制備及其在膜蒸餾過程中的應(yīng)用[J]. 田苗苗,李雪梅,殷勇,何濤,劉金盾.  化學(xué)進展. 2015(08)
[5]PTFE中空纖維膜萃取苯甲酸工藝研究[J]. 陳建中,陳楓,呂文林,董慶華.  廣東化工. 2014(05)
[6]微納米壓印技術(shù)及應(yīng)用[J]. 陳強.  中國印刷與包裝研究. 2011(06)
[7]微細加工技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[J]. 楊忠山.  中國醫(yī)療器械雜志. 2002(05)
[8]聚合物共混物的相容性及相分離[J]. 趙孝彬,杜磊,張小平,鄭劍.  高分子通報. 2001(04)

博士論文
[1]自修復(fù)超疏水膜的構(gòu)筑及功能[D]. 武夢春.吉林大學(xué) 2017
[2]膜氣體吸收過程中疏水性微孔膜的潤濕機理及過程研究[D]. 崔麗云.北京化工大學(xué) 2014

碩士論文
[1]電沉積法制備超疏水涂層及其性能研究[D]. 朱藝星.東北石油大學(xué) 2017
[2]中空纖維膜萃取處理含酚廢水的研究[D]. 喬鑫龍.浙江大學(xué) 2016
[3]基于微壓印的微光學(xué)器件制造技術(shù)研究[D]. 陶晟.華中科技大學(xué) 2008



本文編號：3046025