刚柔高分子共混膜的研究

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1、摘要膜分离技术是一种重要的分离技术，膜材料的选择是膜技术的核心，膜性能的好坏决定了该技术的推广应用。在膜的改性方法中以共混改性效果最优。共混改性可以集多种材料的优点，取长补短，是研究膜分离技术的主要方法之一。聚偏氟乙烯(PVDF)膜因其优良的性能受到了前所未有的关注，但是PVDF膜的力学强度不能满足一些特殊膜过程的需求，限制了其应用领域。本文采用共混的方法，以刚性的纤维素及其溶致液晶来改善PVDF的性能。实验选用PVDF／EC和PVDF／LCP(乙基纤维素／丙烯酸溶致液晶)两组共混体系，通过相分离法制备共混膜。主要探讨了共混体系的相容性和力学性能，采用了DSC、WA)(D、F

2、ESEM等测试技术对膜的结构与性能进行分析。通过对PVDF／EC共混体系研究发现：虽然PVDF与EC溶解度参数相差较大，但是二者因分子间氢键的存在，红外测试中PVDF和EC的特征峰均发生了一定程度的偏移，DMA测试表明二者共混后出现两个玻璃化转变温度(Tg)且介于二者单独的Tg之间：PVDF与EC共混膜的绝对粘度与二者共混比的关系为既不是线性，也不是S型，这表明PVDF与EC属于部分相容体系．同时，当PVDF／EC为9／1时，二者的粘度最大，相容性最好，力学性能最优。差式扫描量热(DSC)分析表明，当二者共混时，要以PVDF为基体加入适当的EC。此外，对共混膜的表面和断面观察

3、发现纯PVDF与纯EC膜表满很光滑，随着EC的加入，共混膜表面变得凹凸不平。通过对PVDF／LCP共混体系研究发现：EC／AA溶致液晶(LCP)出现液晶的临界浓度为0．609／ml，液晶消失的临界浓度为0．75g／ml。随着温度的升高，液晶出现的时间缩短，最佳温度为40℃。当在PVDF中加入LCP后，共混膜中仍能保留着LCP的胆甾型液晶。刚性链的LCP与线型柔性连的PVDF共混，对PVDF起到了增强作用。随着LCP含量的增加，共混膜的机械强度呈现出先增大后减小的趋势，当加入3％的LCP时，共混膜的力学性能最佳，断裂强度达到11．25MPa，断裂伸长达52．15％。DSC和WA

4、XD分析结果显示，LCP的加入诱使共混膜中PVDF的结晶形式由Q相转变为B相。关键词：共混，聚偏氟乙烯，乙基纤维素，高分子液晶AbstractMembranetechnologyisallimportantmethodinseparationscienceanditscoretechnologyismembranematerialselection，Thedevelopmentofmembranetechnologydependsonthepropertyofmembranes．Blendingisthebestamongthemembranemodificationmeth

5、ods．Blendingwhichcangettheadvantagesofavarietyofmaterials，isoneofthemostimportantmethodsinthestudyofthemembraneseparationtechnology．AnunprecedentedattentionhasbeenpaidtOPoly(vinylidenefluoride)(PVDF)membranebecauseofitsexcellentperformance，However,theapplicationofPVDFmembranewaslimitedbecau

6、seitsmechanicalstrengthCallnotmeettherequirementsofsomespecificmembraneprocesses．Inthispaper，Ethylcellulose(EC)withrigidchainwasusedtoimprovetheperformanceofPVDFmembranebyblendingofPVDFandECoritsderivativeliquidcrystalpolymer(LCP)．PVDF／ECandPVDF／LCPflatmembraneswerepreparedusingphaseinversi

7、onmethod．Thecompatibilityandmechanicalpropertiesoftheblendingsystemwerediscussed；DSC，WAXD，FESEMandothertestingtechniqueswereusedtOcharacterizethestructureandpropertiesofthemembranes．AlthoughalargedifferenceinthesolubilityparameterexistsbetweenPVDFandEC．s