添加剂对PVDF膜结构和性能的影响.pdf

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1、第22卷第l2期化学研究与应用Vo!．22，No．122010年12月ChemicalResearchandApplicationDec．，2010文章编号：1004—1656(2010)12·1551-06添加剂对PVDF膜结构和性能的影响赵丝丝，相波，王作华，李义久(同济大学化学系上海200092)摘要：以亲水性的聚乙二醇(PEG)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂，利用浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅立叶-红外光谱仪(Fr·IR)对所制得膜进行表征测试，分析了添

2、加剂对膜孔结构、结晶度和膜性能的影响。结果表明：添加剂能有效改善膜的孔径结构，使得膜的微孔增多、孔间连通性增强、膜结晶度降低，达到提高膜的纯水通量和孔隙率的效果。关键词：PVDF；添加剂；结晶；性能中图分类号：O631．1文献标识码：AEfectofadditivesonmorphologyandpropertiesofpoly(vinylidenefluoride)membraneZHAOSi—si，XIANGBo‘，WANGZuohua，LIYi~iu(DepartmentofChemistry，Ton~iUniversity，Shan

3、ghai200092，China)Abstract：BymixinghydrophiliePEGandPVPintothecastingsolutionrespectively．PVDFporousmembraneswerepreparedbymeansofimmergedphaseinversionprocess．ThePVDFporousmembranewerecharacterizedbyscanningelectronmicroscopy(SEM)，X-raydiffraction(XRD)，fouriertransitioninf

4、raredspectroscopy(FT-IR)，andpropertiesofthemembraneswerealsoinvestigated．TheresultsshowedthataddingPEGandPVPcouldincreasethenumberandconnectivityofmicropores，decreasethecrystallinity，andimprovethewaterfluxandporosity．Keywords：PVDF；additive；crystallinity；prope~ies聚偏氟乙烯(PVDF

5、)是一种性能优良的半结也有人提出，在制膜过程中，作为铸膜液的第三组晶性聚合物，是一种理想的膜材料。PVDF具有良分，即添加剂也是影响膜结构和性能的重要因好的化学稳定性和热稳定性性，广泛应用于膜蒸素J。研究表明，添加剂可以改变成膜过程中的馏、气体分离、渗透气化、超滤、微滤等膜分离领分相延时时间和分相速率。但是，在添加剂影响域⋯。因此，研究学者们针对PVDF膜的制备开方面的研究还不够深入、系统。展了大量的研究¨，其中浸没沉淀相转化法是制本文选择亲水性的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和备PVDF膜的主要方法。学者们对制膜过程中多聚乙二醇(PEG)作为添

6、加剂，用浸没沉淀相转化种影响因素(如聚合物浓度、溶剂、溶解温度、凝胶法制备PVDF膜，用无添加剂的PVDF膜作对比，浴组成等)与膜性能结构的关系进行了广泛研究。考察了致孔效果不同的添加剂对膜的微孑L结构和收稿日期：2010-09·10；修回日期：2010-09．10基金项目：上海市科委国际科技合作基金项目(09230713300)联系人简介：相波(1975-)，女，讲师，主要从事环境化学方面的研究。Email：bxiangbo@tongji．edu．cnl552化学研究与应用第22卷性能的影响，借助系列表征方法，分析了添加剂在叶一红外光谱仪

7、直接测试固体膜样品。成膜过程中对相分离的影响。(2)纯水通量(Jw)：剪取一定面积的的圆形膜片放人SCM-300型超滤杯，先在0．1MPa下预1实验部分压30rain直至水通量基本稳定，然后在0．1MPa下测量单位而积的膜在单位时间内所透过的纯水1．1试剂与仪器通量Jw：聚偏氟乙烯(PVDF，型号FR904上海三爱富V⋯Jw(1)新材料股份有限公司)；溶剂为二甲基乙酰胺(DMAc)；添加剂为聚乙二醇(PEG1500)和聚乙烯式(1)中：Vw为透过水的体积；A为有效膜面吡咯烷酮(PVPK30)均为化学纯，上海国药集团化积；t为透过纯水所需的时

8、间。学试剂有限公司；试验中所使用水均为去离子水。(3)孔隙率(Pr)：从浸泡在去离子水的湿膜中环境扫描电子显微镜(XL-3OESEM，荷兰飞利剪取一定面积的膜片，用滤纸吸干膜表面