网络增强UHMWPE/PVDF二元共混微孔膜的制备及性能研究

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:goblinzehong
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虽然聚偏氟乙烯(PVDF)膜因为其良好的化学性能、热稳定性和机械性能,而被广泛应用,但是通过热致相分离法制备的PVDF微孔膜存在着孔径难以调节和力学性能较差的缺点。在TIPS法制膜的过程中一般通过物理共混、化学接枝和表面改性等方法改善PVDF膜的性能。聚合物和聚合物以及聚合物与无机粒子间共混的方法已经被广泛研究,共混膜的疏水、抗污和力学等性能得到改善。为了改善膜的综合性能,获得强度较高的PVDF膜,本文以石蜡油(LP)/邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为稀释剂通过热致相分离法(TIPS)制备网络增强UHMWPE/PVDF二元共混微孔膜。这种方法不仅工艺简单还可以很好地改善孔径、孔隙率、渗透和疏水等性能以及获得强度较高的微孔膜。借助场发射扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、接触角、孔隙率测试和拉伸强力等测试方法,分别研究了以LP为稀释剂和以DBP/LP为复合稀释剂,UHMWPE/PVDF共混膜的结构与性能。  主要研究内容和结果如下:  研究了聚合物中PVDF含量对以LP为稀释剂通过TIPS和熔融共混方法制得的UHMWPE/PVDF的结构和性能的影响,测试表明,通过共混使得膜孔种类和数量增加;通过改变聚合物固含量,控制膜孔径大小;随着PVDF含量的增加膜表面粗糙度增加,疏水性增强;PVDF加入使得膜中间孔的数量增加、通量增大,在PVDF含量为2wt%时膜的孔隙率最大、通量最高;当PVDF含量为4wt%时共混膜的强度最高,膜中UHMWPE的结晶度最大。  在复合稀释剂DBP/LP作用下,研究了稀释剂配比对铸膜液性能以及共混膜形态、结构和性能的影响,测试表明,在固含量一定的条件下,随着稀释剂中DBP含量增加,铸膜液粘度下降、流动性增强,降温过程中相分离时间增加,有利于液滴生长,膜孔径增大、通量增加。另外,随着DBP含量增加,膜表面接触角和强度有所下降,孔隙率、气通量和水通量明显增加。测试结果还表明,PVDF主要分布在膜表面,UHMWPE网络结构作为膜内部的增强结构存在于膜的内部,随着PVDF含量增加膜表面PVDF球晶堆积厚度增加,球晶间堆积密度更加致密,孔隙率下降,气通量和水通量降低。另外,随着PVDF含量增加共混膜接触角增大、疏水性增强,膜强度增加。
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