添加劑對(duì)PVDF平板超濾膜性能和結(jié)構(gòu)的影響
摘要：分別以無(wú)水氯化鋰(LiCl)、磷酸(H3PO4)為添加劑，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法優(yōu)化PVDF平板超濾膜制備條件。以去離子水為凝膠浴，考察了聚合物濃度、溶劑種類(lèi)、添加劑含量對(duì)超濾膜平均孔徑、孔隙率等膜結(jié)構(gòu)特征及膜純水通量、BSA截留率的影響。結(jié)果表明，對(duì)于LiC1體系，影響膜孔隙率的制膜條件是：LiCl濃度>溶劑種類(lèi)~,PVDF濃度，制膜液組成為12％PvD舳MAC／5％LiCl時(shí)孔隙率最高，達(dá)到86．42％；對(duì)于H3PO4體系，影響膜孔隙率的制膜條件是：溶劑種類(lèi)> H3PO4濃度>PVDF濃度，制膜液組成為15％PVDF／NMP／5％H3PO4時(shí)孔隙率最高，達(dá)到85．86％；對(duì)于LiCl和H3PO4體系，影響膜孔徑的因素均為：PVDF濃度>溶劑種類(lèi)>添加劑濃度，最大孔徑下的最佳制膜液組成為12％PVDF／NMP／3％添加劑。研究得出LiCI體系和H3PO 體系的最佳組合分別為18％PVDF／NMP／3％LiC1和15％PVDF／NMP／5％H3PO4。
關(guān)鍵詞：PVDF；超濾；膜；添加劑；膜性能；正交設(shè)計(jì)
隨著超濾膜分離技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的日益擴(kuò)大，對(duì)超濾膜的結(jié)構(gòu)和性能的要求越來(lái)越高。聚偏氟乙烯 (PVDF)是一種性能優(yōu)良的結(jié)晶性聚合物，非常適用于超濾膜的制備，科技工作者們針對(duì)PVDF多孔膜的制備開(kāi)展了大量的研究 。研究主要集中在選擇合適的制膜方法，探討各制膜因素對(duì)膜性能和結(jié)構(gòu)的影響、確定制膜液組成等來(lái)制備性能優(yōu)良的超濾膜。對(duì)于浸沒(méi)沉淀相轉(zhuǎn)化法來(lái)說(shuō)，膜性能和結(jié)構(gòu)是在熱力學(xué)因素和動(dòng)力學(xué)因素共同影響下形成的，其影響因素主要包括溶劑種類(lèi)、添加劑種類(lèi)、聚合物濃度、添Dill濃度、蒸發(fā)時(shí)間、凝膠浴組成等同。
以往研究發(fā)現(xiàn)，不同添加劑對(duì)膜性能影響的機(jī)理不同，如高分子添加劑會(huì)影響溶劑的溶解能力，改變制膜液中聚合物的溶解狀態(tài)，從而改善非溶劑在液態(tài)膜中的傳質(zhì)，加快膜的凝膠沉淀速度，造成瞬時(shí)分相，在膜形成過(guò)程中有助于成TL；而無(wú)機(jī)小分子添加劑則因其中含有的金屬離子與膜材料之問(wèn)發(fā)生離子偶極作用，使得聚合物材料在凝膠時(shí)能夠獲得更多的結(jié)合水，從而形成更多的網(wǎng)絡(luò)孔。
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