收藏本站
《南京工业大学》 2003年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

热致相分离法制备亲水性乙烯—丙烯酸共聚物微孔膜的结构控制

付金红  
【摘要】: 热致相分离法(thermally induced phase separation,TIPS)是一种简单新颖的制膜方法,它是将热塑性、结晶性的高聚物与某些高沸点的小分子化合物(也称稀释剂)在较高温度(一般高于结晶高聚物的熔点)下混合形成均相溶液,再降低温度使体系发生固—液或液—液相分离,而后脱除稀释剂成为高聚物微孔材料。TIPS过程拓宽了膜材料的范围,开辟了相分离法制备微孔膜的新途径,由TIPS法制得的膜孔结构更加多样化。90年代以来,TIPS法制膜又有了新进展,研究热点已转移至结构控制、非对称结构和膜材料的亲水性改性。 本章选用具有亲水性和疏水性基团的乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)为制备微孔膜的结构材料,重点探讨了热致相分离法制备微孔膜时,体系稀释剂和萃取剂的选取,研究了稀释剂和萃取剂对微孔膜结构的影响,结果表明,稀释剂和萃取剂的选择是膜结构控制的影响因素之一。在选定DOP为体系的稀释剂之后,作出了EAA3003/DOP体系的热力学相图,从热力学和动力学两个方面对膜结构控制进行了研究。为了通过比较上述实验结果,进一步阐明上述实验的结论,本文同样对疏水性聚合物—高密度聚乙烯(HDPE)体系的结构控制(从稀释剂、热力学因素、动力学因素三方面)进行了研究。此外,用浓度梯度法初步制备了不对称膜。本文的主要结论有: 在高温(180℃)和具有低剪切力的机械搅拌作用下,植物油(大豆油、芝麻油、花生油、芥花子油)、邻苯二甲酸二乙基己酯(DOP)、二苯醚(DPE)等可以做为热致相分离法制备EAA体系的稀释剂。蓖麻油、邻苯二甲酸二丁酯与EAA混合时相容性不好,有明显的分层。环氧大豆油与EAA的相容性差,四小时机械搅拌后,EAA仍呈粒状。油酸与EAA混合四小时后,溶液变为红棕色,混合溶液发生了化学反应。此外石蜡油、对苯二甲酸二辛酯(DOTP)、硬脂酸丁酯虽然能与EAA混合均匀,但混合物的强度较低,也不适合作为稀释剂。在相同的条件下,采用不同的稀释剂得到的微孔膜的平均孔径分别为:DPE 4.9781μm、大豆油1.802μm、DOP1.7244μm、芝麻油1.5742μm、花生油0.5861μm。大豆油体系得到的膜孔为叶状不规则结构,其余体系的孔都较规则,为蜂窝状结构。在相同的条件下,采用不同的稀释剂得到的微孔膜的孔隙率不同,芝麻油体系的孔隙率 最高,达到67.5%,芥花籽油体系的孔隙率最低,仅为41.5%,DOP体系和花生 油体系介于两者之间。 分别选用七种不同的革取剂革取稀释剂,研究了革取剂对EAA微孔膜结构的 影响。扫描电镜结果表明,采用7种革取剂革取稀释剂后所制得微孔膜的结构相 似,都有明显的球晶结构,孔径大小都比较均匀。其中采用两酮得到的膜球晶结 构更为明显,球晶较大。甲醇的孔径较大,这与实验得到甲醇的孔隙率较大的结 果是一致的。异丁醇的膜大部分为不透明状,只有上表面一小部分有孔。革取剂 的表面张力对膜的孔隙率影响不大。革取剂的沸点与孔隙率之间存在一定的关 系,革取剂的沸点越低,膜的孔隙率越大。实验结果还表明革取剂的蒸气压与孔 隙率存在着一定的关系,除了个别点之外,膜的孔隙率随着革取剂的蒸气压的增 加而变大。除甲醇和异丁醇外,随着聚合物和革取剂溶度参数差值的增大,膜的 孔隙率减小。甲醇的沸点很低,经过24小时的干燥后,几乎全部挥发出来,得 到的孔隙率也较高。而异丁醇的沸点最高,蒸发速率也最慢,经过24小时的干 燥后,大部分异丁醇仍保留在膜孔内部,因此其孔隙率也最低。随着干燥时间的 延长,膜的孔隙率先增大,而后逐渐减小。 由热力学相图可以看出EAA3003顺 体系为弱相互作用体系,存在一偏晶 点,大约在 EAA浓度为 35Wt%,当体系浓度大于 35%时,体系发生固一液相分 离,为成核与生长机理。当体系浓度小于 35%时,体系发生液一液相分离,可 以由两种机理来解释:成核与生长机理、Spinadol分解机理。微孔膜的孔径随 着浓度的增加而减小。另外,微孔膜的孔隙率随着体系的初始浓度的增加而减少。 EAA中丙烯酸含量对膜的结构也有影响,实验结果表明三体系的孔径大小顺序依 次为 EAA1410/DOP、EAA3002/DOP、EAA3003/DOP。EAA1410/DOP和 EAA3002/DOP 体系微孔膜的孔隙率相差不大,而 EAA3003/DOP体系的孔隙率较小。 淬冷温度为 80 ’C和 86 OC时,随着粗化时间的增加,孔径逐渐增加,淬冷温 度为80oC时,孔径的增加速率要比淬冷温度为86’C时增加的快。淬冷温度为60 oC时,孔径在经初期较小的增加后,然后基本保持不变。淬冷温度为80t时, 在旋节线相分离的后期,孔径的粗化速率与粗化时间成1/3的指数关系,而当淬 冷温度为86C时,在液滴粗化后期,孔径的生长速率与时间成0.43的指数夫系。
【学位授予单位】:南京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:O631

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 罗本喆;热致相分离法制备聚丙烯微孔膜的研究[D];南京工业大学;2005年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 高长有,胡小红,管建均,沈家骢;淬冷速率对聚氨酯多孔膜形态结构的影响[J];材料研究学报;2002年01期
2 孙卫明;微孔聚丙烯中空纤维膜[J];高分子材料科学与工程;1997年04期
3 张翠兰,王志,李凭力,王世昌;热致相分离法制备聚丙烯微孔膜[J];膜科学与技术;2000年06期
4 钟顺和,李传峰,孙宏伟,肖秀芬;负载型TiO_2-聚丙烯疏水复合膜的制备与表征[J];膜科学与技术;2002年04期
5 何亚东,薛平,何继敏,朱复华;超高分子量聚乙烯微孔材料微观结构形成机理的研究 (I)相分离过程对微观结构的影响[J];中国塑料;1999年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王维泮,武永光,张金波,吴长宗;磁性塑料熔体流动性的研究[J];工程塑料应用;1987年04期
2 李华;硬弹性PP/PS单丝的研制[J];工程塑料应用;1995年03期
3 何均敏,张平;石墨填充聚丙烯的研究[J];工程塑料应用;1995年05期
4 魏莉萍,林景雪,马月琴;微分差示扫描量热法测试PETP的结晶度[J];工程塑料应用;1996年02期
5 王海文;炭黑填充聚偏二氟乙烯导电性研究[J];工程塑料应用;1996年04期
6 黄怪,陈绯,陆关兴,张元民;玻璃纤维增强酚醛摩阻材料[J];工程塑料应用;1996年04期
7 周春怀,杨军忠,张成海,况敬业;高强编织袋的原料和生产工艺探讨[J];工程塑料应用;1997年01期
8 顾胜益;注塑成型省喷涂显示器前框[J];工程塑料应用;1997年02期
9 唐顺军,陈玉忠;“0”定位法在注射成型中的应用[J];工程塑料应用;1999年04期
10 盛寿日,宋才生,蔡明中;含萘环聚醚砜醚酮酮的溶解度参数的测定[J];工程塑料应用;1999年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 沈惠玲;肖长发;;热致相分离法制备PU复合膜[A];中国膜科学与技术报告会论文集[C];2003年
2 赵梓年;沈惠玲;;UHMWPE非等温结晶行为及其微孔膜形态结构的研究[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
3 沈惠玲;肖长发;安树林;;聚氨酯杂化膜微孔结构形态的研究[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
4 侯立安;左莉;刘晓敏;袁长安;郭坤敏;;纳滤和离子交换组合工艺去除模拟核及生物毒剂废水的试验研究[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
5 商盈;彭跃莲;王阳;孙娜;;耐污染超滤膜的研究[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
6 韩檬;田甜;张卫江;;PVA致密膜在异丙醇水溶液中的溶胀平衡模型[A];膜分离技术在石油和化工行业中应用研讨会论文集[C];2006年
7 胡晓宇;肖长发;安树林;;聚偏氟乙烯/聚氨酯共混膜结构与性能研究[A];膜分离技术在石油和化工行业中应用研讨会论文集[C];2006年
8 肖钟如;苗文海;尹中升;施伟;韩东;;低压膜法氢气回收技术在辽化炼油厂的应用[A];膜分离技术在石油和化工行业中应用研讨会论文集[C];2006年
9 刘欣;徐涛;高学农;方玉堂;;十水硫酸钠的过冷和相分离探究[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
10 董瑞蛟;M.Keuser;曾小梅;张幼维;赵炯心;吴承训;潘鼎;;聚丙烯腈基碳纤维原丝凝固成型与相分离[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(上册)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 梅向阳;真空定向凝固法去除硅中金属杂质和晶体生长控制的研究[D];昆明理工大学;2010年
2 王骁;纳米蒙脱土改性沥青及其混合料的流变特性研究[D];武汉理工大学;2010年
3 胡园园;含氟丙烯酸酯聚合物共混乳液自组织形成梯度结构膜研究[D];武汉理工大学;2010年
4 代正伟;聚丙烯分离膜的亲水化[D];浙江大学;2010年
5 仰云峰;聚丙烯微孔膜的表面亲水化及其抗污染性能研究[D];浙江大学;2010年
6 赵旺;MOCVD法制备氧化锌发光器件及薄膜晶体管的研究[D];吉林大学;2011年
7 尼姝丽;餐厨垃圾制沼及膜法沼气提纯一体化系统设计及理论研究[D];东北林业大学;2011年
8 李祖仲;应力吸收层沥青混合料组成设计及抗裂性能研究[D];长安大学;2009年
9 邱实;基于碳纳米管的有机/无机杂化膜的制备及性能研究[D];浙江大学;2011年
10 胡慧芳;Al-25%Si合金Si相形态、变质及性能研究[D];重庆大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李昌垒;抗熔滴涤纶纤维的研究[D];浙江理工大学;2009年
2 吴俊红;壳聚糖/羟丙基甲基纤维素包装薄膜及其改性研究[D];浙江理工大学;2010年
3 刘艳龙;超临界流体微孔注射成型中成核分布的研究[D];郑州大学;2010年
4 徐晓静;新型螺旋膜组件及其在水处理中的应用研究[D];大连理工大学;2010年
5 宋文文;ZnNb_2O_6及ZnTa_2O_6陶瓷粉体的制备方法研究[D];中国海洋大学;2010年
6 段晓杰;纳滤膜的荷电性能及对盐水溶液体系的截留机理研究[D];中国海洋大学;2010年
7 王丽;介孔SiO_2/聚酰胺反渗透复合膜的制备[D];中国海洋大学;2010年
8 郑伟萍;PVDF/PAN/有机纳米粘土杂化中空纤维超滤膜的制备与表征[D];中国海洋大学;2010年
9 韩立娟;SiO_2对小麦面筋蛋白膜物理性能的影响及机理研究[D];河南工业大学;2010年
10 田薇薇;导电聚苯胺基吸波复合材料的制备及性能研究[D];沈阳理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高长有,胡小红,管建均,沈家骢;淬冷速率对聚氨酯多孔膜形态结构的影响[J];材料研究学报;2002年01期
2 孙桂成,吉亚兵;双向拉伸聚丙烯粗化膜的生产研究[J];电力电容器;2003年01期
3 杜强国,林明德,于同隐;硬弹性聚丙烯纤维的结构特点[J];复旦学报(自然科学版);1986年04期
4 冯嘉春,陈鸣才,黄志镗;硬脂酸镧复合物对聚丙烯β晶型的诱导作用[J];高等学校化学学报;2001年01期
5 张晓东,史观一;成核剂含量对β晶相聚丙烯结晶与熔融行为的影响[J];高分子学报;1992年03期
6 高长有,胡小红,管建均,李安,沈家骢;热致相分离技术制备聚氨酯多孔膜的条件控制[J];高分子学报;2001年03期
7 骆峰,张军,王晓琳,陈剑飞,许仲梓;热诱导相分离法制备亲水性乙烯-丙烯酸共聚物微孔膜[J];高分子学报;2002年05期
8 张军,骆峰,王晓琳,陈剑飞,许仲梓;动力学因素对热诱导相分离法制备亲水性乙烯-丙烯酸共聚物微孔膜结构的影响[J];高分子学报;2003年02期
9 陈彦,徐懋;聚丙烯成核剂成核效应及热稳定性研究[J];高分子学报;1998年04期
10 李文东,杨桂生;分子量及其分布对聚丙烯力学性能和结晶行为的影响[J];高分子材料科学与工程;1996年01期
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 周波;林亚凯;马文中;唐元晖;田野;王晓琳;;热致相分离法制备乙烯-三氟氯乙烯共聚物微孔膜[J];高等学校化学学报;2012年11期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 于海新;低密度有机泡沫材料的制备[D];电子科技大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 孙卫明;微孔聚丙烯中空纤维膜[J];高分子材料科学与工程;1997年04期
2 张翠兰,王志,李凭力,王世昌;热致相分离法制备聚丙烯微孔膜[J];膜科学与技术;2000年06期
3 姚义;微孔膜加工工艺及其应用[J];塑料科技;1994年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周国泰 ,张旭东 ,郝新敏;聚四氟乙烯微孔膜防水透湿性能的探讨[J];中国个体防护装备;1997年03期
2 李淑霞,葛葵,赵丽;硝酸体系尼龙微孔膜[J];膜科学与技术;1998年01期
3 田普锋;寇开昌;丁美平;颜录科;;聚四氟乙烯拉伸微孔膜的制备[J];化工新型材料;2005年12期
4 胡红艳;卢立新;;微孔膜果蔬气调包装设计方法研究[J];包装工程;2008年10期
5 王同生,刘燕华;微孔膜技术在油田注入水处理中的应用[J];工业水处理;1997年04期
6 于明昕,石桥,周啸,严玉顺,万春荣;微孔型聚丙烯腈固体电解质的结构与导电性能研究[J];高分子学报;2001年05期
7 骆广生,邹财松,孙永,戴猷元;微孔膜对O/W型乳液破乳的研究[J];化学工程;2001年04期
8 张振宇;彭宗林;张隐西;;非对称性聚合物微孔膜研究进展[J];塑料工业;2007年08期
9 潘道成,徐亚林,张和康,史观一;聚丙烯微孔膜的等离子接枝[J];功能高分子学报;1990年04期
10 王巨梅;血细胞计数板在膜分离中的应用[J];膜科学与技术;1990年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蔡增轩;方群;陈恒武;方肇伦;;微流控芯片微孔膜液-液萃取系统[A];第二届全国微全分析系统学术会议论文摘要集[C];2004年
2 李勇;田国华;;聚四氟乙烯拉伸微孔膜等离子体接枝改性的研究[A];第十三届全国电子显微学会议论文集[C];2004年
3 辛田;杨虎;许振良;;TIPS法制备聚丙烯平板微孔膜及其表征[A];上海市化学化工学会2010年度学术年会论文集[C];2010年
4 陈董根;许振良;刘敏;;混合稀释剂对TIPS法制备PVDF微孔膜影响的研究[A];上海市化学化工学会2009年度学术年会论文集[C];2009年
5 唐娜;马敬环;刘家祺;李俊台;;热致相分离聚丙烯平板微孔膜膜蒸馏海水淡化研究[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年
6 杨固长;崔益秀;;聚合物复合膜的制备及吸液性能[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年
7 陈宜华;刘昌卫;;一种新型高效矿用微孔膜过滤除尘器的应用[A];第五届全国矿山采选技术进展报告会论文集[C];2006年
8 陈观文;曾一鸣;;膜微孔形成方法的研究进展[A];中国膜科学与技术报告会论文集[C];2003年
9 陶勇;吕娟娟;林晓艺;祁雯雯;;聚苯胺多孔膜的制备[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
10 陈德鑫;王凤龙;钱玉梅;梁志勇;张连涛;魏颖颖;;微孔膜避蚜防治烟草病毒病研究初报[A];全面建设小康社会——中国科协二○○三年学术年会农林水论文精选[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 中国膜工业协会秘书长 郭有智;聚四氟乙烯双向拉伸微孔滤膜试制成功[N];科技日报;2002年
2 高从堦 徐南平 邓麦村 陈翠仙;膜技术:现代化工中担当重任[N];中国化工报;2005年
3 ;首届中国膜工业科学技术奖获奖项目[N];科技日报;2005年
4 本报通讯员 陶晓梅 本报记者 陈铭;“波司登”何以成为亚洲羽绒制品之最[N];中国商报;2000年
5 童曙泉;首批校企联合产学研项目签约资助款项直接落实到项目[N];北京日报;2005年
6 黄萍;庄盨;陈生;氟塑料行业加快提升整体水平[N];中国化工报;2002年
7 本报特约撰稿人 陆志城;纳米技术:为塑造人造器官搭“梯”建“桥”[N];医药经济报;2003年
8 本报通讯员 陶晓梅;“波司登”发布秋冬防寒服流行趋势[N];光明日报;2000年
9 本报记者 邝小平;在法国成就《Nature》梦想[N];广东科技报;2005年
10 记者粘新;招金膜天打造世界超滤航母[N];中国食品报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王俊;10~18keV O~-负离子与绝缘体微孔膜相互作用的研究[D];兰州大学;2009年
2 贠延滨;聚偏氟乙烯疏水微孔膜的研制及膜蒸馏机理研究[D];北京化工大学;2002年
3 陈益峰;金属负离子与微孔膜的导向作用[D];兰州大学;2009年
4 孙光智;低速非金属负离子在Al_2O_3微孔膜中的输运[D];兰州大学;2009年
5 高昆;微孔聚合物电解质的制备及其增强改性的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 杨振生;热致相分离法iPP中空纤维微孔膜及其形态结构研究[D];天津大学;2005年
7 周婧;热致相分离法制备亲水性微孔膜及其改性研究[D];复旦大学;2009年
8 邹贤容;中低能离子在绝缘微孔中的导向和散射竞争[D];兰州大学;2012年
9 刘富;PVDF、PVC微孔膜亲水化改性的研究[D];浙江大学;2007年
10 张永波;苦咸水淡化用聚偏氟乙烯微孔蒸馏膜的研制[D];天津工业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 林雯;重离子辐照核微孔膜监视系统的研制[D];南华大学;2013年
2 叶青;微珠诱导相转变法制备微孔膜的基础研究[D];武汉纺织大学;2013年
3 金艳;添加剂对聚亚苯基砜和聚偏氟乙烯微孔膜性能的影响[D];北京林业大学;2014年
4 张军;热致相分离法制备低密度聚乙烯微孔膜[D];江南大学;2012年
5 顾旭;热致相分离法超高分子量聚乙烯/高密度聚乙烯微孔膜的制备、结构和性能的研究[D];上海交通大学;2012年
6 周蓉;基于聚多巴胺沉积的聚丙烯微孔膜抗污染表面研究[D];浙江大学;2014年
7 杜民慧;防水可呼吸聚氨酯微孔膜的研制及性能的评价[D];四川大学;2003年
8 刘春霞;水滴模板法制备PVC蜂窝状微孔膜的研究[D];上海师范大学;2013年
9 付金红;热致相分离法制备亲水性乙烯—丙烯酸共聚物微孔膜的结构控制[D];南京工业大学;2003年
10 张拴芬;纳米TiO_2/PVDF-HFP微孔膜的制备及性能研究[D];中北大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026