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共混改性聚偏氟乙烯膜的制备及其性能研究

王靓  
【摘要】:聚偏氟乙烯(PVDF)膜具有良好的热稳定性、化学稳定性以及机械性能,被广泛应用于微滤和超滤膜分离过程。由于PVDF是强疏水性材料,应用于油/水分离、蛋白质/水等分离体系时易产生吸附污染。将亲水性聚合物与成膜聚合物共混制膜是一种改善膜材料亲水性能的简便有效的方法。论文工作将亲水性的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和阳离子聚乙烯醇缩丁醛(CPVB)作为第二组分与PVDF共混制膜,研究了制膜液的相容性,讨论了制膜条件对膜结构与性能的影响。 论文的第一部分合成了阳离子改性聚乙烯醇缩丁醛(CPVB),研究了改性聚合物的溶解性能、亲水性能。在缩醛度近似的条件下,PVB侧链上接枝少量的季铵盐基团就能明显提高PVB的亲水性,接触角从64°降到34°。另外通过共同溶剂法初步判断PVDF/PVB/DMAc和PVDF/CPVB/DMAc三元体系为部分相容体系。 论文的第二部分利用非溶液致相转化法制备了PVDF/PVB共混膜。随着PVB含量的增加,共混膜的水通量从5.4 L/m2.h增加到128 L/m2.h。共混膜的吸水率从20%增加到260%,而溶胀率没有明显变化。当PVDF/PVB共混比为8/2时,膜的亲水改性效果最佳。DSC测定显示两个纯组分的玻璃化转变温度(Tg),说明PVDF/PVB体系为热力学不相容体系。 论文的第三部分制备了PVDF/CPVB共混膜。随着CPVB共混组分增加,共混膜的水通量从5.4L/m2.h增加到180L/m2.h,吸水率从20%增加到310%,溶胀率从0.48%增加到2.26%。结果说明,随着改性聚合物含量增加,膜的亲水性增强。DSC法测定得到两个介于纯组分之间的Tg,说明PVDF/CPVB体系为热力学部分相容体系。


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