非织造布增强型聚氯乙烯多孔膜研究

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聚氯乙烯(PVC)具有阻燃、耐酸碱、机械性能良好并且价格低廉等特点,作为聚合物膜材料,有着巨大的应用价值。本文以PVC为成膜聚合物,γ-丁内酯(GBL)为溶剂,非织造布为增强体,采用溶液相转化法制备PVC多孔膜,分析和讨论了不同成膜条件下,PVC多孔膜结构与性能特点。以PVC为成膜聚合物、GBL为溶剂,在110℃高温条件下制备铸膜液,以非织造布为增强体,采用溶液相转化法制备PVC多孔膜,研究了 PVC固含量和凝固浴温度对多孔膜结构及性能的影响。结果表明,本研究所得PVC多孔膜无明显皮层,横截面为均匀的海绵状孔结构,随PVC固含量增大,铸膜液粘度增大,膜上表面及横截面孔径减小,膜表面水接触角增大,孔隙率降低,膜平均孔径由1.06μm减小到0.25μm,膜纯水通量由1050.40L/(m2·h)降低到158.46 L/(m2·h),断裂强度均大于20MPa;随凝固浴温度升高,膜表面微孔数量增多,孔隙率增大,膜平均孔径由0.19μm增加到0.48μm,膜表面接触角减小、亲水性增强,纯水通量明显增大,表明凝固浴温度的升高有利于改善膜的通透性能。以PVC为成膜聚合物、GBL为溶剂、聚乙二醇(PEG)和两亲性高分子普朗尼克(Pluronic-F127)为添加剂,采用溶液相转化法制备PVC多孔膜,研究了添加剂含量及组成对膜结构及性能的影响。结果表明,亲水添加剂的使用对膜表面孔结构形成至关重要,随亲水添加剂的加入,膜表面由致密的无孔结构变成疏松多孔结构,横截面海绵状孔尺寸增大,膜表面亲水性提高,孔隙率及纯水通量增大,断裂强度和断裂伸长率显著提高;两亲性高分子Pluronic-F127相比于PEG更能有效地改善膜性能,随Pluronic-F127含量增多,膜表面孔及横截面孔数量增多,表面亲水性提高,膜孔隙率、平均孔径及纯水通量增大,断裂强度提高。当Pluronic-F127含量为10wt.%时,膜表面水接触角降至54.70°,纯水通量可达901.45L/(m2·h),断裂强度达 36.30MPa。根据有机/无机相界面理论,以亲水纳米Si02无机粒子为添加剂,采用溶液相转化法制备PVC/SiO2杂化多孔膜,研究了亲水纳米SiO2含量对膜结构及性能的影响。结果表明,所得PVC/SiO2杂化膜无明显皮层,横截面为均匀的海绵状孔结构,随纳米Si02含量增加,膜平均孔径整体呈现出减小趋势,膜孔隙率、纯水通量及断裂强度均呈现出先增大后减小趋势,而断裂伸长率则呈现出减小趋势,当纳米Si02含量为1wt.%时,所得PVC/Si02杂化多孔膜性能较优。
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