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模拟膜过程中溶剂蒸发和相分离动力学之间的相互作用
Journal of Membrane Science ( IF 8.4 ) Pub Date : 2021-02-01 , DOI: 10.1016/j.memsci.2020.118941
H. Manzanarez , J.P. Mericq , P. Guenoun , D. Bouyer

摘要 本文研究了当相分离和溶剂蒸发发生耦合时聚合物膜形成的数值模拟。考虑了二元聚合物/溶剂系统,并在 2D 几何结构中进行了模拟,首先在水平 2D 平面中,然后在垂直横截面平面中。使用 Cahn-Hilliard 方程模拟相分离,并使用 Flory-Huggins 理论描述二元系统的热力学。溶剂蒸发与使用系统上部界面处的连续质量通量的相分离相结合,其大小由传质驱动力控制。使用 Minkowski 描述符和傅立叶分析来分析模拟模式。结果表明上界面附近溶剂蒸发的强烈影响,导致形成致密的皮肤,其浓度和厚度的动力学取决于初始聚合物浓度和传质系数。在致密层之下,系统趋于松弛以最小化其自由能,从而发现本体溶液中的相分离是均匀的并且受溶剂蒸发的影响较弱。



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更新日期:2021-02-01
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