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本文以聚丙烯腈(PAN)为分散相,聚氯乙烯(PVC)为基质相,分别采用溶液相转化法和双螺杆挤出法制备了PVC/PAN共混中空纤维膜,并对膜结构、形貌及性能进行了讨论。
通过对PVC/PAN共混中空纤维膜研究发现:由于PVC/PAN共混体系的部分相容性,在成膜过程PVC和PAN发生界面相分离,形成界面微孔。随PAN含量增加,PVC/PAN共混中空纤维膜水通量先增大后减小。随聚合物浓度增加,膜厚度增加,孔隙率降低,水通量减小,对卵清蛋白截留率升高。聚乙二醇(PEG)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的加入,有利于界面微孔之间贯通,水通量上升,可有效抑制大孔生长、减少指状孔相对长度,产生界面微孔,在保持截留率的基础上,提高了力学性能。
利用傅里叶红外光谱(FTIR)仪、热重(TG)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)等分析方法研究了PAN水解对PVC/PAN共混中空纤维膜形貌及性能的影响;结合卵清蛋白溶液过滤实验,考察了膜的抗污染性。结果表明PVC/PAN共混中空纤维膜在水解后,在膜表面和内部生成聚电解质(聚丙烯酸钠胶体),使膜具有明显的pH值响应性:大量亲水基团(羧酸基、酰胺基等)的生成改善了膜的亲水性,提高了膜的通透性和抗污染性。
采用双螺杆挤出法制备了高强度、大通量的PVC/PAN共混中空纤维膜,研究发现:经拉仲后PVC/PAN共混中空纤维膜通透性较原来有明显增加,且随拉伸比的变大,通量也呈升高趋势。水解后纤维膜的亲水性、通透性、力学性能得到提高。