低温热致相分离法制备PVDF-CTFE多孔膜的研究

被引:0
作者
林帅 [1 ]
吕晓龙 [1 ,2 ]
张绍哲 [1 ]
谷杰 [1 ]
任凯 [1 ]
机构
[1] 天津工业大学,省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室,材料科学与工程学院,生物化工研究所
[2] 膜材料与膜应用国家重点实验室,天津膜天膜科技股份有限公司
关键词
聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯; 低温热致相分离; 成膜机理; 多孔膜; 凝固浴温度;
D O I
10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2024.02.007
中图分类号
TQ051.893 [];
学科分类号
摘要
利用低温热致相分离法制备了PVDF-CTFE多孔膜,重点考察了甘油含量和凝固浴温度对成膜机理和性能的影响.结果表明,甘油有促进热致相分离(TIPS)和非溶剂致相分离(NIPS)的双重作用.甘油含量的提高,一方面作为非溶剂使铸膜液浊点温度与凝固浴温度的温差变大,加强了TIPS效应,使膜结构呈TIPS效应为主的双连续结构,避免了NIPS效应所致典型的指状孔结构;另一方面作为NIPS的致孔剂,会加强NIPS效应,促使发生双扩散,生成更多孔结构,二者竞争共同作用.最终甘油含量的提高使TIPS效应占主导,NIPS所致的皮层结构变薄,膜断面结构从致密堆积状向多孔蜂窝状结构转变,提高了膜的通透性.当甘油添加量为7.5%(质量分数)时,PVDF-CTFE中空纤维多孔膜综合性能最佳,拉伸断裂强度达2.6 MPa,纯水通量达860 L/(m2·h·MPa).凝固浴温度的提高,减少了铸膜液浊点温度与凝固浴的温差,减弱了TIPS效应,加强了NIPS效应的传质过程,使膜结构从蜂窝状结构向指状孔结构转变,皮层厚度增加,导致膜孔隙率和纯水通量提高,力学性能下降.当凝固浴温度为80℃时,PVDF-CTFE平板多孔膜的纯水通量为1 510 L/(m2·h·MPa),拉伸断裂强度为2.1 MPa.
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