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凝固浴組分對雙凝固浴法制備PVDF膜結(jié)構(gòu)和性能的影響

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【中文關(guān)鍵詞】中空纖維膜  PVDF  雙凝固浴法  凝固浴組分  
【摘要】在內(nèi)外凝膠浴中添加不同含量的溶劑,采用雙凝固浴法制備了PVDF/PVP/DMAc中空纖維膜.通過膜形貌掃描電鏡(SEM)表征,純水水通量和牛血清蛋白(BSA)截留率測試實驗,分析評價了凝固浴中溶劑含量對PVDF中空纖維膜結(jié)構(gòu)與性能的影響.結(jié)果表明,凝固浴中溶劑含量增大會導(dǎo)致皮層孔隙率增多,而對亞層結(jié)構(gòu)的影響各不相同.膜的純水滲透通量 變化無明顯規(guī)律性,但BSA截留率保持相對穩(wěn)定.當(dāng)內(nèi)外凝固浴中溶劑體積分?jǐn)?shù)分別為30%和70%時,膜內(nèi)部大孔發(fā)育良好,亞層疏松多孔,水通量分別為270L/(m2·h)和548L/(m2·h),顯示了良好的滲透性能.
【部分正文預(yù)覽】

聚偏氟乙烯(PVDF)是一種性能優(yōu)良的多晶型結(jié)晶性聚合物.因其極好的耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性和耐氣候性,且在較低溫度下溶于多種有機(jī)溶劑等特性,成為相轉(zhuǎn)化成膜理想的膜制備材料[1,2].在中空纖維膜的成膜過程中,溶劑與沉淀劑的交換在初生態(tài)纖維的內(nèi)外兩個表面上共同發(fā)生,并相互作用影響膜的最終結(jié)構(gòu),其中內(nèi)凝固浴對膜內(nèi)表面作用時間較長,貫穿整個雙凝固過程,內(nèi)外凝固浴均可根據(jù)制膜需求進(jìn)行各種不同的變化.因此可以充分利用這一特點,通過調(diào)節(jié)初生態(tài)纖維內(nèi)、外凝固浴的溫度、組成等控制內(nèi)外兩個表面上溶劑與沉淀劑的交換速率,制備出不同結(jié)構(gòu)形態(tài)的中空纖維超濾膜.本文采用Van’t[3]提出的雙凝固浴法(dualbath。悖铮幔纾酰欤幔簦椋铮睢。恚澹簦瑁铮洌┲苽渲锌绽w維超濾膜.雙凝固浴法是一種兩步沉淀相分離過程,是指將鑄膜液依次與兩種不同的凝固浴接觸,通過改變第一、二凝固浴中凝膠劑種類分別對膜的表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控.與傳統(tǒng)的相轉(zhuǎn)換方法相比,雙凝固浴法可以有效調(diào)節(jié)膜孔結(jié)構(gòu),從而制備出理想的非對稱膜[4].以二甲基乙酰胺(DMAc)水溶液作為第一凝固浴,水為第二凝固浴.在固定其它制膜條件下,考察第一凝固浴和內(nèi)凝固浴中溶劑濃度對PVDF/PVP中空纖維超濾膜表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu),以及膜純水通量、牛血清蛋白(BSA)截留率等膜性能的影響.

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