论文部分内容阅读
本文以聚乙二醇(PEG)为致孔剂、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂制备PVDF多孔膜,并对其微观结构和透湿性能进行表征,从本质上探讨铸膜液中PEG的含量及分子量、PVDF的含量对膜结构和透湿性能的影响。在此基础上,以强吸湿性的LiCl为亲水添加剂,采用共混法对所制PVDF多孔膜进行亲水化改性。结合结构表征结果,揭示LiCl增强膜透湿性能的机制,以获得用于复合除湿膜的高性能多孔支撑膜。
首先,以PEG为致孔剂,DMF为溶剂,运用浸没-沉淀法制备了几种PVDF膜,利用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、快速比表面及孔隙率测定仪(ASAP)对膜的微观结构进行表征。实验结果表明：所制PVDF膜为具有指状通孔结构的多孔膜；膜的平均孔径和孔隙率随铸膜液中PEG的含量和分子量的增大而增大,随铸膜液中PVDF含量的升高而降低。同时,对膜的透湿性能进行测试。实验发现,PEG的含量和分子量越大,PVDF含量越低时,膜的透湿性能越高。由此得出制备PVDF多孔膜的最佳铸膜液配方为:PEG-6000(2.4％)/PVDF(11％)/DMF(86.6％)。
基于PVDF膜的传质机理分析,建立了水蒸气在PVDF膜中的扩散模型,并以此计算出了膜的平均孔径,计算值与实验值吻合得较好,说明所建水蒸气在PVDF膜中的扩散模型是正确的。
最后,以强吸湿性盐LiCl为添加剂,运用共混法制备亲水性PVDF多孔膜,对膜进行了透湿性能测量。结果表明：膜的透湿性能随着LiCl含量的增加而增强。并利用FT-IR、XRD等对膜的结构和亲水性进行表征。结果表明,LiCl的加入使膜的极性和亲水性增强、结晶度下降,进一步揭示了LiCl对膜透湿性能的影响机制。由此得出亲水性PVDF多孔膜的最佳制备工艺为:PEG-6000(2.4％)/PVDF(11％)/LiCl(3％)/DMF(83.6％)。