聚氨酯系微滤膜制备及其性能研究

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本文基于已有研究,细化研究了固化过程及后处理工艺对聚氨酯系微孔膜结构及性能的影响,同时对聚氨酯系微孔膜的环境敏感性进行了表征,初步讨论了其环境敏感性的成因,并介绍了聚合物形状记忆的本质,为下一步控制聚氨酯系微滤膜孔结构提供思路。   首先我们制得了PU/PVDF共混微孔膜,研究了凝固浴条件对共混膜形貌及性能的影响。结果表明:凝固浴为5%的DMAc水溶液,膜中呈现海绵状孔结构;随凝固浴中乙醇或甘油含量的增多,孔结构向海绵状转变。DMAc或乙醇含量增加,孔隙率变化不大,水通量上升;而甘油含量的增加使孔隙率、水通量下降。共混膜孔隙率、水通量均随凝固浴温度的升高而下降。   其次我们利用熔融纺丝-拉伸法制得了聚氨酯系中空纤维膜作为初生膜,研究了后处理工艺对膜形貌及性能的影响。研究发现:在水浴中进行紧张热定型处理后,聚氨酯系中空纤维膜的塑性形变率及弹性形变回复率均与理论拉伸倍数成线性关系,其弹性形变回复率与后处理温度相关,随理论拉伸倍数变化很小。随着后处理温度的升高,膜的平均孔径减小,而拉伸过程可以增大膜的最大孔径及平均孔径。当膜在50℃水浴中处理后,其水通量大于其它温度条件下处理后膜的水通量,确定50℃为最佳后处理温度。获得大通量最短处理时间为50min。而最佳拉伸倍数为3倍。   最后我们表征了聚氨酯系中空纤维膜的截留性能,利用其水通量随压力及温度的变化反映了聚氨酯系中空纤维膜的压力、温度敏感性。结果表明:制得的聚氨酯系中空纤维膜的孔结构为海绵状孔结构,孔径分布较窄,87.17%的孔集中在0.15-0.20μ m。随着压力、温度的上升或下降,膜的水通量呈现相应的增大或减小,水通量与压力、温度变化有着明显的相关性。经一次过滤后,无机粒子清除率达到98.52-99.78%,清除效果较好。
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