探究聚丙烯中空纤维微孔膜热致相分离法制备及其性能测试

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1、天津大学硕士学位论文聚丙烯中空纤维微孔膜热致相分离法制备及其性能测试姓名：张翠兰申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：王志2001.6.1摘要本文采用热致相分离法成功地制备出了聚丙烯中空纤维微孔膜，膜的外观较好，内外径均匀，粗细适中，孔径和孔径分布均较小，微孔的分布更为均匀。部分地克服了用熔融纺丝一冷却拉伸法制备的聚丙烯微孔膜的缺点。不仅丰富了疏水膜的形式，而且由于其生化和力学等方面的优异性能，为膜的应用开辟了更为广阔的领域。f考察了不同体系的纺丝性能和纺丝的难易程度，探讨了纺丝液的浓度、体系的熔融温度、喷丝头温度、卷绕速率、纺丝压力、

2、喷丝头尺寸、空气纺程及中空孔中通入氮气压力等对中空纤维膜的宏观结构(外径和壁厚)的影响，据此确定出比较合理的纺丝工艺条件为，纺丝浓度：聚丙烯含量为体系总量的40-70wt．％；体系的熔融温度：175℃左右；喷丝头温度：160"12左右；卷绕速率：90m／s左右；纺丝压力：0．13-0．20MPa；喷丝头尺寸：6／5／3；空气纺程：40．60mm；中空孔中通入氮气压力：5．10mm水柱≯—，用扫描电镜观察了膜的结构，用称重法测定了膜的孔隙率，用纯水测定了膜在不同压力下的通量，并且利用滤速法计算得到了膜的平均孔径。通过比较不同条件下制备的聚丙烯

3、中空纤维微孔膜的微观结构及其孔隙率、纯水通量和平均孔径，分别研究了稀释剂的种类、聚丙烯的初始浓度、体系的熔融温度、喷丝头温度、水浴冷却温度、卷绕速率、成核剂的种类和含量以及膜的冷拉伸倍率对膜性能的影响，并得到合适的膜制备条件。f结果表明，不同种类的稀释剂对膜性能的影响较大，选用豆油作为稀释剂较为合适：聚丙烯的浓度主要影响膜的孔隙率，对膜的平均孔径略有影响，合适的聚丙烯浓度约为50wt．％；聚丙烯的熔融温度对膜的性能几乎没有影响，基于纺丝工艺考虑，可选定体系的熔融温度在175℃左右：喷丝头温度相对于其它因素对膜性能的影响不大，可选定喷丝头温度

4、为160℃左右：水浴温度主要影响聚丙烯球晶的大小，从而影响膜平均孔径的大小，可选定为50℃：添加了成核剂的膜比未添加成核剂的膜性能优良，成核剂的添加量存在一个最优值。选用己二酸作为成核剂，添加景为体系总量的0．5．1．Owt．％时，膜性能较好：增加膜的冷拉伸倍率可以提高膜的孔隙率、增大膜的平均孔径和通量，膜的冷拉伸倍率可选为20％。)一丫。此外，还考察了不同压力下膜纯水通量的变化。通过测定膜对牛血清白蛋白的截留率，验证了所测膜平均孔径的准确性。关键词：聚丙烯膜性能中空纤维微孔膜疏水膜热致相分离AbstractThepolypropylene

5、hollowfibermicroporousmembranehasbeenpreparedviathermally—inducedphaseseparationmethod．Thismembranehasadvantagesoverthemembranemadebythemelt—spinningandcold．stretchingmethod．Theappearanceofthemembraneisperfect，t11eillllerandouterdiameterofthehollowfibersareevenandmoderated

6、．Inaddition，theporesizeissmallandtheporesizedistributionisnarrow,thedistributionofporesinthemembraneisnniform．Aseriesofspinningparametersweredeterminedbystudyingthespinningcharacteristicsofdifferentspinningsystemandexaminingthepolypropyleneconcentration，melttemperature，spi

7、nnerettemperature，rollingrate，spinningpressure，spinneretaperture，aircoolinglengthandnitrogenpressureeffectsonthemembraneouterdiameterandwailthickness．Thesespinningparametersareasfollows．polypropyleneconcentration：40-70wt．％，melttemperature：175"C，spinnerettemperature：160"C，r

8、oilingrate：about90m／s，spinningpressure：0．13—0．20MPa,spinneretapertnre：6／5／3，aircoolinglen