綠色熱致相分離法制備PVDF平板膜.pdf

1、聚偏氟乙烯(PVDF)具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)性和易加工成膜的等特點，已被廣泛應(yīng)用于微濾、超濾、膜生物反應(yīng)器、膜蒸餾、氣體分離、水中污染物的去除、生物燃料收集、鋰離子電池隔膜和離子交換膜等方面?？赏ㄟ^浸沒沉淀法(NIPS)和熱致相分離法(TIPS)等多種制膜工藝制備不同形狀的PVDF膜，包括平板膜、中空纖維膜和管式膜等。近年來我國PVDF膜產(chǎn)業(yè)在水處理、生物制藥等方面發(fā)展迅速，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。但是，目前采用浸沒沉淀法(N

2、IPS)和熱致相分離法(TIPS)工藝制備PVDF膜，均需使用大量有機(jī)溶劑，而有機(jī)溶劑很難再回收利用，環(huán)境污染和原材料浪費(fèi)十分嚴(yán)重。
　　近年來，一種新型綠色溶劑-離子液體引起人們的高度重視。由于離子液體不揮發(fā)，不易燃，導(dǎo)電性強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，對許多無機(jī)鹽和有機(jī)物都有良好的溶解性。離子液體的獨特性質(zhì)使它有望取代常規(guī)的有毒、污染性大的有機(jī)溶劑。而且，離子液體可以回收利用，有助于減少環(huán)境污染。
　　本研究以PVDF為膜材料，使用離子

3、液體替代有機(jī)溶劑作為稀釋劑，采用熱致相分離法制備PVDF膜，并對熱致相分離法制備PVDF膜成膜機(jī)理進(jìn)行研究，探索制膜過程中膜微孔結(jié)構(gòu)的設(shè)計、構(gòu)建、重組及優(yōu)化機(jī)制。離子液體價格昂貴，本文采用常壓蒸餾法除水有效地回收離子液體，提高其使用效率。對以離子液體為稀釋劑的綠色熱致相熔融工藝制備PVDF膜成膜機(jī)理進(jìn)行研究，為高性能高聚物分離膜的制備提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。
　　通過熱重和電鏡測試分析，從7種離子液體中選取1-丁基-1甲基吡咯烷四

4、氟硼酸鹽[BMPr][BF4]作為本次研究的主要離子液體。然后，以[BMPr][BF4]為綠色環(huán)保稀釋劑通過熱致相分離(TIPS)熔融工藝制備PVDF平板膜。繪制了PVDF/[BMPr]BF4混合物的相圖，并研究了影響PVDF膜形態(tài)及性能的因素。對聚偏氟乙烯(PVDF)聚合物在稀釋劑[BMPr][BF4]中的結(jié)晶演化過程進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，膜孔隙率、純水通量和斷裂伸長率隨著聚合物濃度的增加而減小，而膜的斷裂強(qiáng)度則相應(yīng)增加，空氣浴中純水