【摘 要】
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制备性能好、孔结构易于调控的聚合物多孔膜是膜技术研究的热点,本文提出将热致相分离技术和聚合物共混改性技术相结合,从研究降温过程中聚合物非等温结晶动力学着手,实现对聚合
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制备性能好、孔结构易于调控的聚合物多孔膜是膜技术研究的热点,本文提出将热致相分离技术和聚合物共混改性技术相结合,从研究降温过程中聚合物非等温结晶动力学着手,实现对聚合物结晶行为进行调控,以期解决热致相分离技术存在经固-液相分离形成松散结构大粒径球状粒子结构以及厚皮层的实际问题。 本文以聚偏氟乙烯(PVDF)为聚合物,共混入与其相容性不同的三种聚合物-聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚砜(PSF),采用热致相分离技术制备PVDF/共混聚合物多孔膜。研究了PVDF在三类共混体系降温过程中的非等温结晶动力学,并对三种共混体系的非等温结晶行为以及制备的共混膜的形貌、相对结晶度、结晶结构和力学性能等进行比较,最后提出三类体系的成膜机理。 通过研究,得出了共混聚合物和淬冷速率对PVDF非等温结晶行为的影响规律。发现PMMA、PET、PSF依次降低了PVDF的结晶成核能力,共混聚合物在稀释剂中的固化析出温度影响PVDF结晶速率;PET作为异相成核剂促进PVDF成核的同时降低了PVDF结晶生长速率;PSF与PVDF相容性一般,使PVDF与PSF之间更容易发生相分离而促进PVDF成核,PSF中的苯环也有促进PVDF成核的能力,从而加快PVDF成核的同时降低了生长速率;PVDF在含有PMMA的高粘度溶液中结晶生长速率十分缓慢,以至于结晶结束时还没有形成球状粒子结构。 通过将PVDF非等温结晶行为与膜热性能和结晶结构等的影响相关联,并结合膜结构和分离性能的表征结果进行正确性验证。依据所提出三种共混体系降温过程的成膜机理成功解释了三种共混膜的形成过程。研究结果为从非等温结晶动力学方面揭示热致相分离技术成膜过程以及对聚合物膜结构调控提供了重要的理论依据和技术指导,对制备结构合理、性能优良的PVDF共混多孔膜有着重要的理论价值和实际意义。
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