热轧涤纶湿法非织造材料及其对聚砜支撑膜的影响

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商用聚酰胺复合膜由聚酰胺功能层、多孔支撑膜以及支撑体组成,其性能可以通过功能层与支撑膜的优化来提升。对于支撑膜大多通过改变其制备过程来优化其性能,但很少有人通过调节支撑体结构和性能来改善支撑膜结构和性能。本文利用湿法成网-热轧工艺成功制备得到了高性能涤纶湿法非织造支撑体,并成功制备得到聚酰胺纳滤膜。然后,以芳纶浆粕纤维为填充物通过湿法成网-热轧工艺制备得到了一系列孔隙结构和亲水性能不同的涤纶湿法非织造支撑体,探究了该支撑体对聚砜支撑膜结构和性能的影响,进而讨论了支撑体对支撑膜结构影响所导致的聚酰胺复合纳滤膜的性能变化。
  以常规涤纶纤维PET-260和低熔点涤纶纤维LPET-180为原料通过湿法成网-热轧工艺制备涤纶湿法非织造支撑体,并以此支撑体制备得到了聚酰胺复合纳滤膜。实验考察了热压过程中热压温度、热压时间、热压压力以及纤维配比对支撑体物理机械性能的影响,通过面响应实验方法构建了关于支撑体性能的预测模型,优化了热压工艺的条件。结果表明,当PET-260与LPET-180纤维质量之比为62∶38,在9MPa、20℃条件下热压20s后可以获性能和结构优异的支撑体。并且,热压后的支撑体表现出网络交织结构,小孔径,低孔隙率和高强度,其化学结构不会发生变化,纤维间依靠物理作用粘合。以最优化后的支撑体制备得到的聚酰胺复合纳滤膜结构良好,具有较为理想的水通量和截留率,进一步证明了湿法成网-热轧工艺在支撑体制备中的可应用性。
  以LPET-180纤维和LPET-260纤维为原料,芳纶浆粕纤维为添加剂,通过湿法成网-热轧工艺制备了涤纶湿法非织造支撑体,然后在支撑体上通过浸没沉淀相转化法制备了聚砜超滤支撑膜,通过对支撑体和支撑膜的结构和性能测试,分析支撑体结构和性质对聚砜支撑膜结构与性能的影响,进而讨论了支撑体和支撑膜对聚酰胺纳滤膜的性能影响。结果显示,芳纶浆粕纤维改善了支撑体孔隙结构和亲水性以及浸润性能,使得支撑体内溶剂和非溶剂的双扩散速率发生变化,进而改变了支撑膜的成形结构,不同支撑膜上制备的聚酰胺功能层的组成和交联度有明显差异,使得纳滤膜性能出现差异。因此,选择具有适宜结构和性能的支撑体能有效提高支撑膜的水通量和操作稳定性,并且支撑体对支撑膜的孔径和孔隙率等结构的改变会影响界面聚合反应中界面的单体浓度以及扩散速率,进而影响界面聚合的反应速度,改变纳滤膜的性能和结构。
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