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可用于油水分离的PVDF/MMT成膜机理及亲水改性研究

周菊  
【摘要】:以聚偏氟乙烯(PVDF)为原料,无机层状材料蒙皂石(MMT)为添加剂,通过L-S相转化法研制成PVDF/MMT平板膜。考察了MMT质量分数在0% - 9%范围内对铸膜液粘度、膜孔隙率、孔径、水通量、PEG20000截留率等性能的影响,得到制膜最优条件为:PVDF:MMT: DMAC = 14:7 :79,溶剂挥发时间为1min。其最大水通量为94.32 L/m2h,油水混合物的截留率为68.5%。 通过相图,研究考察了凝胶浴温度、溶剂、添加剂种类及含量对成膜过程的影响。结果表明,选择DMAC为溶剂、质量分数7%的蒙皂石、降低凝胶浴温度,更有利于结晶性聚合物发生结晶性固-液分相。 对膜表面进行磺化接枝的实验,主要考察了氢氧化钾/乙醇溶液的浓度、处理时间、磺化剂中乙酸酐和浓硫酸的摩尔比关系对磺化效果的影响。实验结果表明,当氢氧化钾/乙醇溶液的浓度组成为0.15 g/mL,处理时间为150min、乙酸酐和浓硫酸的摩尔比为1.5:1时,膜的接触角降到49.56°,对油水混合物中油的截留率达到88.26%,水通量达到100.7 L/m2h。FT-IR谱图分析表明有磺酸基接枝到膜表面,DSC测试表明改性后膜的结晶度增加。改性后的膜强度增加,韧性降低,对油的吸附性能降低,抗污染性能力增强。


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