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《北京工业大学》 2002年
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聚偏氟乙烯共混相容性及成膜机理研究

王庐岩  
【摘要】: 聚偏氟乙烯(PVDF)作为膜材料由于其疏水性而在应用中受到限制。本论文中,通过加入亲水性聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与聚砜酰胺(PSA)与PVDF分别进行共混以提高PVDF膜材料的亲水性,并对PVDF/PMMA与PVDF/PSA共混体系的相容性及成膜机理进行研究。 利用溶解度参数法、绝对粘度法、玻璃化转变温度法等方法确定了共混体系的相容性:PVDF/PMMA共混体系为完全相容体系,PVDF/PSA共混体系为部分相容体系。根据共混体系的相容性等因素对膜性能的影响,采用正交设计方法,利用浸入沉淀相转化法制备共混分离膜,得到具有最佳成膜性能的铸膜液组成及凝胶条件。其中对PVDF/PSA共混膜的研究具有创新性。 在总结单组分聚合物相转化法成膜机理的基础上,利用浊点相图、测定凝胶速度等方法对PVDF共混体系在PEG、LiCl作添加剂,以及水、乙醇水溶液、氯化钠水溶液、DMAC水溶液为凝胶剂条件下成膜的相分离和凝胶传质过程进行了研究。在PVDF/PMMA体系中,PEG含量增加使体系相分离过程延长,膜孔径变小。而在PVDF/PSA体系中,PEG为成孔剂,LiCl为增容剂,两者相互作用使膜结构致密且孔隙率较高。两共混体系在不同凝胶剂中按照溶剂-非溶剂相互作用由大到小,分相时间逐渐延长,膜由大孔向致密结构变化。PVDF/PMMA体系的凝胶传质过程服从Fick扩散定律,并且由于其完全相容性,成膜时PVDF与PMMA同时沉淀,膜中不含PVDF结晶。PVDF/PSA体系凝胶过程不服从Fick扩散,体系的部分相容导致成膜时两组分独立沉淀,膜中存在少量PVDF结晶。
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