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热致相分离法(Thermally Induced Phase Separation,TIPS)是一种简单新颖的制膜方法。乙烯-乙烯醇的共聚物(EVOH)由于链上带有许多羟基而具有亲水性,而乙烯基单元又赋予它较好的机械强度,是制备亲水性微孔膜较为理想的材料。
本文基于热致相分离法(TIPS),选择乙烯的摩尔分数为32%的乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH32)为原料,丙三醇为稀释剂,水为萃取剂,在自制的模具上制备了较大面积的亲水性高分子平片式微孔膜。用扫描电镜(SEM)观察了微孔膜的断面及表面形态,用泡点法测得了平均孔径,并测定了膜的纯水通量、孔隙率和截留率。分析了体系组成、冷却过程等TIPS过程热力学及动力学因素对膜的结构和性能的影响。
研究的结果表明:降低聚合物溶液的浓度会促进液-液(L-L)分相,抑制聚合物的结晶,从而容易得到孔径较大,连通性较好的微孔结构,令EVOH微孔膜的水通量和孔隙率增大,而令其截留率减小。随着冷却速率降低,EVOH微孔膜的孔径增大,水通量增加而截留率减小,冷却速率对孔隙率的影响不大。适当加快冷却速率,液-液分相和结晶的成核几率都会同时增加,生成的较为细小的球晶对分相抑制作用减小,从而有利于获得连通的微孔结构。膜表面形态的形成规律与断面相似,但由于在水中冷却,热传递速率较快,相比膜内部,膜表面冷却得更快,因此膜表面逐渐有致密结构形成。体系在较低水温中冷却时这一现象更加明显。