导电针织物增强复合膜结构与性能的研究

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膜分离技术的成功开发是20世纪在分离科学中最引起轰动的成就之一,其应用范围日益拓宽,在医药、化工和生物工程等领域获得了显著效益,已成为解决当代资源、能源和环境污染问题的重要高新技术及可持续发展技术的基础。  为进一步改善PVDF平板膜的机械强度、使用寿命、膜成本等问题,本文旨在制备一种高强度导电PVDF平板针织物复合膜,基于浸没沉淀相转化法原理及工艺技术研究,在初生膜中嵌入密度、组织结构多变的针织物支撑体,为提高聚合物膜力学性能提供了新方法,同时选择导电性能优良的纱线编织成针织物作为支撑体与铸膜液复合成膜,赋予复合膜导电性能,从而拓展膜技术在水处理中的应用范围和潜力,探索和开发一种技术合理、经济可行、力学性能好、抗污染性能强的针织物增强型导电复合膜。主要内容包括以下部分:  (1)研究添加剂种类和含量对制备PVDF平板膜形貌结构、渗透性、选择性、力学性能的影响,确定合适的铸膜液体系,从而得到水通量和截留率适中、力学性能较好的PVDF平板膜,据实验结果表明,选择PEG-2000为添加剂,质量分数为6%,制备出的膜符合以上要求。  (2)编织出不同导电纤维(镀银纱线、涤纶不锈钢包芯纱、不锈钢纤维)、密度、组织结构(纬平针、集圈、双罗纹、半畦编)的编织支撑体,并探讨这3种因素与织物形态结构、尺寸、克重、导电性、力学性能的关系,同时详细分析了弯纱深度、牵拉力、给纱张力等编织参数对上述织物可编织性能的影响。  (3)考察了PVDF浓度、导电纤维种类、针织物密度、组织结构对复合膜形态结构、尺寸、渗透性、选择性、力学性能及导电性能的影响。研究结果表明:复合膜随PVDF浓度的增加厚度增大,孔隙率、水通量逐渐降低,截留率、拉伸强度不断增大;涤纶不锈钢包芯纱织物与PVDF膜粘附力最好,上表面孔多且孔径较小,镀银纱线织物复合膜导电性能最好(表面比电阻为4.16KΩ),拉伸强度最大,而不锈钢纤维织物复合膜厚度最薄、水通量最小、截留率最大;针织物支撑体密度变大使得复合膜孔隙率、水通量和表面比电阻均呈减小趋势,厚度、剥离强度和拉伸强度均增大;双罗纹复合膜的厚度最大,纬平针复合膜剥离强度最大,半畦编复合膜孔隙率、水通量最大,4种织物复合膜表面比电阻、拉伸强度大小关系与相应织物的大小关系相一致;复合膜的水通量随操作压力的增加呈上升趋势,且其耐压密性比相同铸膜液体系的单膜要好。
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