基于成核剂对tips法聚丙烯多孔膜结构和透过性能的影响

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1、河北工业大学硕士学位论文成核剂对TIPS法聚丙烯多孔膜结构和透过性能的影响姓名：孟朋艳申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：杨振生20080501河北工业大学硕士学位论文成核剂对TIPS法聚丙烯多孔膜结构和透过性能的影响摘要等规聚丙烯膜（iPP）具有价格低廉、常温下不溶于任何化学溶剂等优点，具有很强的市场竞争力。相对于较成熟的熔融-拉伸法，热致相分离（TIPS）法制备的iPP膜具有渗透性能好、孔径可调、孔径分布窄等优点，且国内尚未见到TIPS法膜产品，进口产品价格昂贵，相关的公开文献又少。所以采用TIPS法制备iP

2、P膜的意义重大。TIPS法多孔膜容易形成闭合胞腔状孔结构，严重影响膜的透过性能，成核剂可望改善此方面的缺陷。为此，进行了TIPS法iPP膜的制备和成核剂对膜结构及透过性能的影响研究。提高膜的透过性能是TIPS法亟待解决的问题，所以采用纯水通量作为评价准则，对成核剂进行筛选。研究发现，不论添加哪种成核剂，随成核剂添加量（γ）增加，纯水通量先上升再下降，存在一个最大值。根据纯水通量的测试结果，筛选出A、B和G三种成核剂，A的纯水通量最小，B的纯水通量最大，G是β型成核剂，均具有一定的代表性。采用宽角X射线衍射（WAXD）法

3、、差式扫描量热（DSC）法研究成核剂对iPP/DBP/DOP体系结晶行为的影响。研究发现：β成核剂的加入没有形成β晶；成核剂品种及添加量的改变影响结晶动力学参数，如成核密度(N)、结晶温度（tf）、半高宽(Wh)、结晶范围（Δt）、结晶度等。实验范围内，添加A后，N增加一个数量级左右，tf最大提高3.1℃，Wh和Δt最大分别降低0.7℃和1.8℃；添加B后，N增加两个数量级左右，tf、Wh和Δt最大分别提高6.5℃、1.5℃和4.8℃；结晶度的变化范围均在5%以内。说明成核剂B对iPP/DBP/DOP体系结晶行为的影响

4、比A明显。考察了A、B两种成核剂对膜结构和透过性能的影响。研究发现：不论添加成核剂与否，膜结构都是相似的，均为内部含有胞腔孔的球晶结构，且随着γ的增加，球晶尺寸先变小再变大，胞腔孔也变得均匀，膜结构先变疏松再变致密。孔隙率、纯水通量和截留率都呈先上升再下降的趋势，与膜结构的变化相对应，最高纯水通量分别较空白样品值(23.25-2-1-1L•m•bar•h)提高了80.5%和156.7%，说明B比A的改善效果明显。冷却速率的提高减小了成核剂对膜结构和透过性能影响的敏感性：冷却速率为90K/min时，最高纯水通量只比空白样

5、品提高了7.14%。说明对于任何一种成核剂，都存在一个γopt（最佳添加量），且γopt与成核剂种类、冷却速率有关；膜结构和透过性能的改变是成核剂和冷却速率协同作用的结果。研究表明：实验范围内，动态结晶温度升高、成核密度增加、球晶生长速率下降及结晶温度范围延长，有利于多孔膜结构的改善和透过性能的提高。关键词：等规聚丙烯，热致相分离，多孔膜，成核剂，透过性能i河北工业大学硕士学位论文EFFECTOFNUCLEATINGAGENTSONMORPHOLOGYANDPERMEABILITYOFPOLYPROPYLENEPORO

6、USMEMBRANEVIATHERMALLYINDUCEDPHASESEPARATIONABSTRACTIsotacticpolypropylene(iPP)membraneisanoutstandingmembraneintermsoflowcostandgoodrisistancetochemicals,etc.TheiPPmembraneviathermallyinducedphaseseparation(TIPS)hasaseriesofadvantagesthanthatoneviameltspinning-

7、coldstretching,suchashigherpermeability,narrowerporesizedistribution,andbettermechanicalproperties.Thedomesticmanufactorieshaven’tproducedthemembraneviaTIPS.ThemembraneviaTIPSfrominternationalmarketisexpensive.TherearefewinvestigationstopreparemembranebyTIPSinli

8、teratureaswell.SothepreparationofiPPmembraneviaTIPShassignificantvalue.However,membraneviaTIPSisapttoformingclosepores,whichgreatlydecreasesmembranepermeability.Nucle