摘 要：聚合物分离膜的性能主要由是液－液分相过程中所形成的膜结构和聚合物的相转变固化过程所决定的。为此，本文研究了浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯（PVDF）/温敏性高分子－凹凸棒石复合超滤膜过程中凝固浴温度对膜结构和性能的影响。分别在不同凝固浴温度下制备PVDF/凹凸棒石-g-聚氮-异丙基丙烯酰胺（PGS-g-PNIPAAM）复合超滤膜，通过测试复合超滤膜的纯水通量、膜厚、孔径分布、孔隙率、牛血清白蛋白（BSA）截留率、机械强度及动态接触角，系统研究浸没沉淀相转化法制膜过程中凝固浴温度对膜结构和性能的影响。结果表明，凝固浴温度不同，膜的结构与性质均不相同。凝固浴温度会影响PNIPAAM分子链的迁移，具有表面偏析现象，低温下制备出的膜表面含有的PNIPAAM含量较多，亲水性与渗透性能更强，温敏性能更优越，膜结构也最为优越。75913

毕业论文关键词：温敏性，凝固浴温度，浸没沉淀相转化法

Abstract: The hydrophilicity of thermo-responsive PVDF/palygorskite-g-PNIPAAM hybrid ultrafiltration membrane was enhanced via surface segregation induced by coagulation bath temperature (CBT)。 These resulted in higher hydrophilicity and permeability as well as thermo-responsiveness for membranes prepared at lower temperatures。 The initial water contact angle of PVDF/palygorskite-g-PNIPAAM hybrid ultrafiltration membrane prepared at 5 and 20°C is 75。2° and 75°, respectively, which is about 6° lower than the one prepared at 40°C。 A higher PWF of about 366 L•m-2•h-1 at 40 ºC was obtained for the hybrid membrane prepared at 5 ºC while the one prepared at 40 ºC only reached 274 L•m-2•h-1。 Meanwhile, membranes prepared at low temperature exhibited fewer macrovoids, lower membrane thickness and larger elongation。

Keywords: thermo-sensitive, coagulation bath temperature, immersion precipitation phase inversion process 

目   录

1  引言 3

1。1  超滤膜 3

1。2  PVDF膜材料 5

1。3  浸没沉淀相转化法制备超滤膜 5

1。4  智能膜 7

1。5  本文的研究思路及内容 9

2  实验部分 10

2。1  实验仪器及药品 10

2。2  PVDF/PGS-g-PNIPAAM复合超滤膜的制备 11

2。3  PVDF/PGS-g-PNIPAAM复合超滤膜结构和性能表征 11

3  结果与讨论 13

3。1  凝固浴温度对膜结构的影响 13

3。2  凝固浴温度对膜渗透性能的影响 15

3。3  凝固浴温度对膜分离性能的影响 15

3。4  凝固浴温度对膜机械强度的影响 17

结  论 18

参 考 文 献 19

致  谢 23

1  引言

1。1  超滤膜

1。1。1  超滤膜的定义及原理

超滤是一种超精密的过滤方式。用膜将直径小于0。3 μm的粒子与其它小分子量组分或溶剂分开，这样的分离过程就称之为超滤[1]。与反渗透（RO）、纳滤（NF）及微滤（MF）等膜分离过程不同，超滤（UF）是以压差作为驱动力，运用筛分的传递原理选择性的从溶液中分离出大分子溶质的分离过程。一般来说，超滤膜为非对称膜，孔径范围为1。5-50 nm，操作静压差为100-500 kPa，料液渗透压较小可忽略不计[1,2]。在压力的推动下，料液中粒子直径远小于超滤膜孔径的物质分子将由高压料液侧通过超滤膜抵达低压料液侧，从而得到超滤液，也称透过液；粒子直径远大于超滤膜孔径的物质分子将被膜表面截留或返回至料液主体，从而成为浓缩液；而粒子直径与超滤膜孔径相差不大的物质分子则可能会被机械截留或吸附在膜的表面，也有可能进入膜层内部从而阻塞膜孔。一旦因为产生浓差极化而在膜的表面形成了被截留物质分子的滤饼层，且所形成滤饼层的孔隙率很小，一些粒子直径仍小于超滤膜孔径的物质分子就也将会被截留，因而此时起实际分离作用的就变成了由被截留物质分子所形成的滤饼层[3,4]。