探析高强度复合型pvdf中空纤维膜制备研究

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1、天津大学硕士学位论文高强度复合型PVDF中空纤维膜制备研究姓名：刘杰申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李凭力20070101摘要本文以普通PVDF中空纤维膜为基膜，以涤纶纤维编织增强层，通过PVDF涂膜液涂敷的方法，制备得到了高强度复合型PVDF中空纤维膜，并进行了面向工业生产应用的连续化生产工艺设计。论文研究了高强度复合型PVDF中空纤维膜涂膜液中PVDF浓度、PVP浓度、涂膜液涂敷温度、凝固浴中乙醇含量以及纤维增强层中纤维支数对膜形貌结构、孔隙率、平均孔径、纯水通量、爆破强度及断裂拉伸强度的影响。研究结果表明：纤维增强层位于中空纤维基膜与涂层之间，三者

2、结合紧密，涂层呈较薄的致密结构。随着PVDF浓度的增加，高强度中空纤维膜平均孔径与纯水通量下降，爆破强度增强，而断裂拉伸强度变化较小；随着PVP浓度的增加，平均孔径与纯水通量呈上升趋势，爆破强度与断裂拉伸强度均随之下降；涂膜液涂敷温度上升，平均孔径与纯水通量逐渐降低，而爆破强度与断裂拉伸强度则无明显变化；凝固浴中乙醇含量增多，平均孔径、纯水通量、爆破强度及断裂拉伸强度均呈增大趋势；纤维增强层中纤维支数增多，平均孔径增大，纯水通量反而下降，膜爆破强度与断裂拉伸强度均呈近似直线关系增强；对于孔隙率，纤维支数为控制因素，随其增多而有较明显的上升，其他因素影响较小。此外，

3、本文对工业化生产所需关键设备一涂膜喷头进行了独特设计，对现有的线带编织设备进行改造，使其成为适应本生产流程的纤维增强层编织装置，并提出了完整的高强度PVDF中空纤维膜生产工艺流程。研究表明：利用纤维编织纤维增强层制备高强度PVDF中空纤维膜的方法切实可行，所得中空纤维膜最高断裂拉伸强度达60MPa以上，爆破强度达0．55MPa以上，且易于实现工业化生产。关键词：聚偏氟乙稀中空纤维膜高强度增强膜纤维编织HighstrengthcompositePVDFhollowfiberswerepreparedusingcommonPVDFhollowfiberassubstr

4、atemembraneandweavingPETthreadstubularasreinforcelayer,whichwerecoatingbythePVDFsolution．Thetechnologicalprocessandkeyequipmentsfortheindustrypurposewerealsodesigned．Theeffectoffactorsinpreparationprocessonmembranemorphology，porosity，meanporesize、purewaterflux(PWF)、burstpressureandten

5、sile／rupturestrengthwerestudied，whichcontainedconcentrationofPVDFandPVPincoatingsolution、thecoatingsolutiontemperature、concentrationofethanolintheexternalcoagulationandPETthreadsnumbers．TheSEMphotographsshowthattheweavingPETtubularliedbetweenthesubstratemembraneandcoatinglayer．Thecoat

6、inglayerisverythinandcompactwhichlookedliketheskinlayerincommonPVDFhollowfibermembranes．FollowingwiththeincreaseofconcentrationofPVDFincoatingsolution，meanporesizeandPWFincreased，whileburstpressuredecreased．Tensile／rupturestrengthhadnearlynochange．Followingwiththeriseofconcentrationof

7、PVPincoatingsolution，meanporesize、PWFincreasedandburstpressure、tensile／rupturestrengthreduced．ThehighertemperatureinducedtosmallermeanporesizeandPWFincreased，butburstpressureandtensile／rupturestrengthhadnonoticeablechange．Membranemeanporesize、purewaterflux(PWF)、burstpressureandtensile

8、／rupt