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协同气相和非溶剂诱导相分离制备 PVDF 膜
Applied Water Science ( IF 5.7 ) Pub Date : 2022-05-20 , DOI: 10.1007/s13201-022-01683-7
Min Chen , Qianyun Sun , Yue Zhou , Zhaoliang Cui , Zhaohui Wang , Weihong Xing
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更新日期:2022-05-22
Applied Water Science ( IF 5.7 ) Pub Date : 2022-05-20 , DOI: 10.1007/s13201-022-01683-7
Min Chen , Qianyun Sun , Yue Zhou , Zhaoliang Cui , Zhaohui Wang , Weihong Xing
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采用气相和非溶剂相分离(VNIPS)工艺制备聚偏二氟乙烯(PVDF)超滤(UF)膜,探讨了制备条件、相分离行为和膜结构之间的关系。通过浊点滴定生成相图,研究了环境相对湿度、空气暴露时间和浇注溶液温度对所得膜结构和性能的影响。在浇铸溶液中添加聚乙烯吡咯烷酮 (PVP) 添加剂会使系统热力学不稳定,并导致浊度曲线向溶剂/非溶剂轴移动。实验结果表明,平均孔径和孔隙率都随着相对湿度的增加而增加。当相对湿度从 35% 增加到 85% 时,平均孔径从 35 nm 增加到 70 nm。暴露时间对膜结构的影响与空气环境有关。发现在低温低湿条件下,暴露时间对膜结构影响不大。当相对湿度为 75% 时,平均孔径和分布随着暴露时间从 1.0 秒延长到 30 秒而增加。可以通过降低相对湿度来减小膜的平均孔径。当浇铸液温度升高时,膜孔径在80 ℃时达到最大值,膜表面的球晶减少。当铸液温度达到120℃时,球晶形态几乎消失。此外,随着铸液温度的升高,膜的亚层出现大孔,使孔分布逐渐变宽,导致抗拉强度下降。制备条件优化为浇注液温度低、环境湿度低、温度低。制造过程显示了通过 VNIPS 技术扩大生产 PVDF UF 膜的潜力。
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