PVDF及其杂化膜的制备与表征
聚偏氟乙烯(PVDF)是一类性能优良的膜材料。通过相转化法制备了PVDF平板膜，研究了制膜条件与膜结构和性能的关系；通过在膜液体系中直接加入钛酸丁酯(TBT)，制备了不同Ti含量的PVDF杂化膜，研究了TBT加入量对杂化膜结构和性能的影响。
通过改变铸膜液组成(聚合物浓度、聚合物共混比例、无机添加剂含量、有机添加剂种类及分子量)和制膜工艺条件(预蒸发时间、凝胶浴温度、凝胶浴中溶剂和乙醇含量)，研究各因素改变对纯PVDF膜的结构和性能的影响。研究发现，随着铸膜液中PVDF浓度的增加，膜内海绵孔逐渐发展，亚层指状孔结构受到抑制。PVDF共混一定量聚丙烯腈(PAN)，膜的亲水性提高。聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮k30(PVP k30)或LiCl对膜的纯水通量有很大影响，其中PVP k30的影响最大；随着LiCl加入量的增加，膜的纯水通量和胃蛋白酶截留率增加；PEG分子量升高，膜纯水通量和胃蛋白酶截留率增加。相同PVDF浓度下，以N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)及N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂所制备的PVDF膜中，水通量由小至大排序为DMF<DMAc<NMP。随着凝固浴温度升高，膜纯水通量增大，截留率降低；凝胶浴中乙醇或DMAc含量增加，膜中指状孔结构减少，膜纯水通量和孔隙率降低，胃蛋白酶截留率增加。
采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法和相转化法，以TBT为前驱体制备PVDF杂化膜。研究了TBT加入量对杂化膜结构和性能的影响。结果表明，铸膜液中加入TBT后，对杂化膜结构和性能有较大影响：膜的非对称性减弱，膜中指状孔所占比例减少；杂化膜的表面积、表面积偏差和表面粗糙度均小于PVDF膜；TBT的加入对膜的热学性能几乎没有影响；EDS结果显示，杂化膜中存在Ti和O，说明TBT的水解产物存留在杂化膜中；与纯PVDF膜相比，杂化膜中结晶性聚合物PVDF的a相减少，在一定程度上改变了PVDF膜的晶相结构；亲水性和孔隙率随TBT加入量增加而增加，但当TBT加入量大于3.8wt％时，亲水性和孔隙率反而降低；膜的机械强度随TBT加入量增加略有降低；膜的污染性能测试表明，杂化膜的抗污染性能优于纯PVDF膜。
PVDF平板膜;聚偏氟乙烯;杂化膜;相转化法;钛酸丁酯;膜污染性能
中国海洋大学
硕士
海洋化学
高从堦
2009
中文
TQ325.4;TQ028.8
63
2009-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）