本文關(guān)鍵詞：添加劑對(duì)高疏水性PVDF多孔膜結(jié)構(gòu)及性能的影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在高濕度環(huán)境下采用粗糙基底輔助相分離法,是制備高疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜的有效方法,為簡(jiǎn)化該制膜工藝,提高膜的性能,本文以PVDF/N-N二甲基乙酰胺(DMAc)/辛醇/水為制膜體系,采用一步凝膠法制膜。對(duì)高分子、納米粒子等幾類單一或復(fù)合添加劑對(duì)PVDF膜結(jié)構(gòu)與性能的影響進(jìn)行了研究。首先,通過鑄膜液熱力學(xué)性質(zhì)分析、粘度和凝膠速率測(cè)定,探討了添加劑對(duì)制膜體系熱力學(xué)和凝膠動(dòng)力學(xué)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),鑄膜液中添加劑質(zhì)量含量的增加,鑄膜液的熱力學(xué)穩(wěn)定性變差,強(qiáng)化分相過程。使用掃描電鏡觀察、接觸角測(cè)量、氣通量測(cè)試和機(jī)械性能測(cè)試等方法,對(duì)高分子類、納米粒子類、無機(jī)鹽類及液體非溶劑類等4類添加劑中的若干單一添加劑對(duì)PVDF膜結(jié)構(gòu)與性能的影響進(jìn)行研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),高分子添加劑的加入使膜斷面大孔發(fā)展充分,有利于增大PVDF膜的氣通量,但添加劑在膜內(nèi)的少量殘留使膜的疏水性略降低;納米粒子類添加劑促使膜底面生成更多的球晶,有利于保持甚至增強(qiáng)膜的疏水性,但膜的氣通量減小;無機(jī)鹽類添加劑使膜底面粗糙度增大,且在疏水性、氣通量和機(jī)械性能等方面表現(xiàn)均較好;非溶劑添加劑均會(huì)使膜底面生成一定厚度的球晶堆積結(jié)構(gòu),這有利于膜疏水性的增強(qiáng),其中磷酸作為添加劑所制取的PVDF膜綜合性能最優(yōu),其在保持疏水性和機(jī)械性能不降低的情況下,使膜的氣通量得到較大提升。不同類型添加劑均能使膜的機(jī)械性能保持良好。在上述研究的基礎(chǔ)上,選擇不同種類的添加劑進(jìn)行復(fù)配,考察了復(fù)合添加劑及其配比對(duì)PVDF膜結(jié)構(gòu)與性能的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),采用H3PO4-SiO2復(fù)合添加劑,當(dāng)SiO2的質(zhì)量含量為1.5wt%、H3PO4的質(zhì)量含量為2wt%時(shí)膜的綜合性能最優(yōu),接觸角為142.6°,0.06 MPa下氣通量達(dá)0.055 m3·m-2·s-1,拉伸強(qiáng)度4.18 MPa;采用PVP-SiO2復(fù)合添加劑,當(dāng)SiO2的質(zhì)量含量為1.5wt%、PVP的質(zhì)量含量為2wt%時(shí),膜的綜合性能最優(yōu),接觸角為133.8°,在0.06 MPa下氣通量提高到0.208 m3·m-2·s-1,拉伸強(qiáng)度為4.24 Mpa,兩種制膜方法所制取的PVDF膜均具有較優(yōu)的綜合性能。
【關(guān)鍵詞】：聚偏氟乙烯(PVDF) 添加劑 高度疏水 膜性能
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ051.893
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 高疏水性分離膜制備研究概論11-17
• 1.1.1 疏水性膜材料11-13
• 1.1.2 表面浸潤(rùn)性的影響因素與表征13-16
• 1.1.3 高疏水分離膜制備方法的研究進(jìn)展16-17
• 1.2 NIPS法制備PVDF膜結(jié)構(gòu)控制因素17-20
• 1.3 添加劑在聚合物膜的制備中研究概況20-22
• 1.3.1 添加劑的分類及功能20-21
• 1.3.2 添加劑在聚合物膜制備中的研究進(jìn)展21-22
• 1.4 選題依據(jù)與研究?jī)?nèi)容22-23
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分23-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器23-24
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料23-24
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法24-26
• 2.2.1 制膜基底及改性納米粒子的制備24-25
• 2.2.2 鑄膜液粘度測(cè)定25
• 2.2.3 膜表面成分分析25
• 2.2.4 PVDF膜的制備方法25-26
• 2.3 膜結(jié)構(gòu)表征與性能測(cè)試26-28
• 2.3.1 膜結(jié)構(gòu)表征26-27
• 2.3.2 膜性能測(cè)試27-28
• 2.4 制膜基底與制膜條件的確定28-29
• 2.4.1 制膜基底的確定28
• 2.4.2 制膜條件的確定28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第三章 添加劑對(duì)鑄膜液體系熱力學(xué)及凝膠動(dòng)力學(xué)影響31-41
• 3.1 添加劑對(duì)鑄膜液體系熱力學(xué)性質(zhì)的影響31-34
• 3.1.1 添加劑對(duì)鑄膜液體系凝膠值的影響33-34
• 3.2 添加劑對(duì)鑄膜液體系凝膠動(dòng)力學(xué)行為的影響34-39
• 3.2.1 添加劑對(duì)鑄膜液體系粘度的影響34-38
• 3.2.2 添加劑對(duì)鑄膜液體系凝膠速率的影響38-39
• 3.3 本章小結(jié)39-41
• 第四章 單一添加劑對(duì)PVDF膜結(jié)構(gòu)及性能的影響41-87
• 4.1 水溶性高分子類添加劑41-50
• 4.1.1 聚乙二醇-400對(duì)膜結(jié)構(gòu)及性能的影響41-46
• 4.1.2 聚乙烯吡咯烷酮對(duì)膜結(jié)構(gòu)及性能的影響46-50
• 4.2 納米粒子類添加劑50-62
• 4.2.1 疏水性二氧化硅納米粒子對(duì)膜結(jié)構(gòu)及性能的影響50-54
• 4.2.2 改性二氧化鈦納米粒子對(duì)膜結(jié)構(gòu)及性能的影響54-58
• 4.2.3 氧化鋁納米粒子對(duì)膜結(jié)構(gòu)及性能的影響58-62
• 4.3 無機(jī)鹽類添加劑62-70
• 4.3.1 氯化鋰對(duì)膜結(jié)構(gòu)及性能的影響62-66
• 4.3.2 氯化鋅對(duì)膜結(jié)構(gòu)及性能的影響66-70
• 4.4 非溶劑類添加劑70-84
• 4.4.1 正硅酸乙酯對(duì)膜結(jié)構(gòu)及性能的影響71-76
• 4.4.2 磷酸對(duì)膜結(jié)構(gòu)及性能的影響76-80
• 4.4.3 丙酸對(duì)膜結(jié)構(gòu)及性能的影響80-84
• 4.5 本章小結(jié)84-87
• 第五章 復(fù)合添加劑對(duì)PVDF膜結(jié)構(gòu)及性能的影響87-97
• 5.1 H_3PO_4-SiO_2復(fù)配添加對(duì)PVDF膜結(jié)構(gòu)及性能的影響87-91
• 5.1.1 膜結(jié)構(gòu)87-88
• 5.1.2 疏水性88-89
• 5.1.3 氣通量89-90
• 5.1.4 機(jī)械性能90-91
• 5.2 PVP-SiO_2納米粒子復(fù)配添加劑對(duì)膜結(jié)構(gòu)及性能的影響91-94
• 5.2.1 膜結(jié)構(gòu)91-92
• 5.2.2 疏水性92-93
• 5.2.3 氣通量93-94
• 5.2.4 機(jī)械性能94
• 5.3 本章小結(jié)94-97
• 第六章 結(jié)論與展望97-99
• 6.1 結(jié)論97-98
• 6.2 研究展望98-99
• 參考文獻(xiàn)99-107
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果107-109
• 致謝109

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