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近年来,热致相分离(TIPS)法制备无机粒子/聚偏氟乙烯复合膜的研究开发成为膜研究的热点之一。它使膜兼具无机膜和有机膜各自的优点,使膜性能得到显著提高。本研究基于热致相分离法制备了无机粒子/PVDF复合膜,研究了TIPS过程中各种热力学、动力学因素和制膜工艺对膜结构及性能的影响,为制备高强度、高通量的PVDF微孔膜新工艺提供理论及实践基础。
对CaC03/PVDF复合膜,在聚合物含量不变时,增加CaC03的含量,减少DBP含量,复合膜结晶温度向高温移动,结晶度变化不明显。其中,DBP含量的变化对PVDF结晶温度的影响起主导作用。在相同的配比下,较高冷却速率使球晶的结晶密度增加,数量增多,球晶体积减小;而缓慢冷却速率使PVDF有更多的时间进行晶核生长,形成更加规则,尺寸更大的粒状结构。随着CaC03含量的增加,DBP含量减少,复合膜的水通量先增加后减少,而拉伸强度不断增加。膜在用酸处理之后,水通量和孔隙率显著增加,拉伸强度有所减小,在CaC03的含量增加到10%之后,膜强度急剧下降。
对Si02/PVDF复合膜,单一稀释剂DBP体系中,在PVDF与DBP质量比恒定的情况下,断裂强度随Si02含量增加先增大后减小。水通量随Si02含量增加先增大后减小。Si02对孔隙率影响不大,随Si02含量增加孔隙率呈微弱下降趋势。随着Si02含量增加,膜的结构由聚合物骨架与球晶并存结构过度到完全球晶组成结构,球晶粒径逐渐变小。当PVDF与Si02质量比恒定时,断裂强度和断裂伸长率随DBP含量增加而降低,通量随DBP含量增加而增大,孔隙率随DBP含量增加而增大。在复合稀释剂DBP/DOP体系中,在PVDF/DBP/DOP质量比恒定的情况下,随Si02含量增加膜通量存在最大值,孔隙率随Si02含量增加变化不明显。在Si02/DBP/DOP质量比恒定的情况下,随着PVDF含量的增加,膜断裂强度增强,通量和孔隙率下降。