论文部分内容阅读
本文首先采用湿法相转化法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/聚丙烯腈(PAN)共混膜，研究了PVDF/PAN共混体系的相容性，并讨论了PVDF/PAN共混比例、溶剂、凝固浴温度以及添加剂浓度和分子量对平板膜结构和性能的影响，后通过干湿纺丝法和熔融纺丝拉伸法制备了PVDF/PAN中空纤维膜，通过水解制得具有pH响应性行为的共混智能膜。
通过湿法制备共混平板膜的研究发现：对比PVDF和PAN两组分溶度参数，推断PVDF/PAN应属于部分相容体系，利用FT-IR扫描和动态热机械分析可得同样的结果，且不同共混体系的相容性有差异。因此，在共混成膜的过程中PVDF和PAN发生界面相分离，形成微孔结构。随PAN含量的增加，PVDF/PAN共混膜水通量先增大后减小，且在PVDF/PAN为7/3时达到极值，添加.PAN后共混膜接触角变小，亲水性增加。溶剂为二甲基亚砜(DMSO)时共混膜通量明显大于以二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂制得的共混膜。凝固浴温度直接影响膜的性能，在50℃时获得最大通量值。添加剂为PEG时其浓度和分子量大小都显著的影响了共混膜的通透性。通过共混膜的DSC研究发现，共混促进了PVDF的结晶作用，因部分相容性的差别影响了PAN的环化反应。因PAN碱性水解成羧基，共混膜通量呈现明显的pH响应性。
通过干湿法制备共混中空纤维膜研究发现：与PVDF和PAN膜相比，共混中空纤维膜膜结构更疏松，且水通量明显大于各组分水通量的加权计算值。通过正交试验研究了不同碱性水解条件对共混膜性能的影响，水解程度太深会破坏膜的机械性能，对PVDF的碳骨架结构没有影响而PAN特征峰则有明显变化。酸性水解后，PAN及PVDF(7/3)膜通量随pn值均有明显的变化。
通过熔融纺丝法制备共混中空纤维膜研究发现：经拉伸后共混膜的通透性较原来有明显的增加，且随拉伸比的增加，通量也呈增加趋势，但拉伸比过大反而易导致膜孔闭合。对水解膜在不同pH下测定其盐离子的响应性，可知在酸性和碱性溶液中盐离子对共混膜通量呈相反的响应性刺激，且不同的盐离子其响应的程度不同。