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PVDF微孔膜的高疏水性

導讀:據(jù)天津津騰實驗設(shè)備有限公司了解到聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏氟乙烯(PVDF)是兩種著名的疏水性膜材料，尤其PTFE疏水性強，但因缺乏溶劑無法用NIPS法成膜，通常通過高溫擠壓拉伸法制得的膜


返回列表 來源：未知 發(fā)布日期：2019-12-04 09:44【大 中 小】
據(jù)天津津騰實驗設(shè)備有限公司了解到聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏氟乙烯(PVDF)是兩種著名的疏水性膜材料，PTFE疏水性強，但因缺乏溶劑無法用NIPS法成膜，一般通過高溫擠壓拉伸法制得的膜其孔型不規(guī)整，孔徑分布較寬，存在被含乙醇料液潤濕而穿透的風險.所以天津津騰認為PVDF可通過NIPS法制備成一種孔型相對規(guī)整的微孔膜，可調(diào)的成膜因素較多，但其材料固有的疏水性不如PTFE，膜孔被含乙醇料液潤濕而穿透的概率高，難以滿足該體系膜蒸餾的要求.本文天津津騰實驗設(shè)備有限公司通過添加惰性溶劑和改變凝固浴等條件調(diào)控PVDF膜的結(jié)構(gòu)，以期制備出具有球形微納米粗糙結(jié)構(gòu)的PVDF高疏水甚至超疏水膜，并將其應用到膜蒸餾分離生物質(zhì)發(fā)酵乙醇體系中，希望為后期的生物質(zhì)燃料發(fā)酵與膜蒸餾耦合過程的進一步研究奠定基礎(chǔ).

1材料、試劑及儀器
聚偏氟乙烯(PVDF)，Mo一250000，美國蘇威公司；N一甲基吡咯烷酮(NMP)，分析純，北京通廣精細化工公司；無水乙醇，分析純，北京通廣精細化工公司.接觸角測量儀，oCA一15E，德國菲爾德施塔特公司；冷場發(fā)射掃描電鏡，JSM一7401，日本電子株式會社；泡壓法濾膜孑L徑分析儀，3H一2000PB，貝士德儀器科技(北京)有限公司；分析天平，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；紫外一可見分光光度計，UV一4802，上海尤尼柯儀器有限公司；氣相色譜儀，GC789011，上海天美科學儀器有限公司；膜蒸餾裝置，實驗室自制.

2膜的制備
取一定量的PVDF粉末按比例加入到盛有一定量NMP的圓底燒瓶中，常溫攪拌24h后形成均一穩(wěn)定透明液，向其中滴加小分子添加劑攪拌6h，將所得透明液真空脫泡30min后再靜置脫泡24h.在光滑的玻璃板上緊貼一層無紡布，在溫度低于25℃、相對濕度小于20％的環(huán)境中，使用半自動刮膜機刮膜，將刮完膜后的玻璃板和膜一起放入一定NMP/水比例的凝固浴中進行非溶劑致相轉(zhuǎn)化，等膜完全固化成型后移人無水乙醇中浸泡24h，溶劑脫除完全后再用去離子水將膜清洗3次，放在通風處自然晾干.

3結(jié)論
采用非溶劑致相分離法，通過調(diào)控膜的形貌結(jié)構(gòu)及孔徑制備出符合膜蒸餾分離需求的PVDF微孔膜，天津津騰實驗設(shè)備有限公司得到以下結(jié)論：

(1)通過向鑄膜液中添加惰性溶劑添加劑，并調(diào)節(jié)凝固浴的組成，調(diào)節(jié)鑄膜液在凝固浴中微相分離程度，依靠緩慢的相轉(zhuǎn)化速度和PVDF群組的“早期沉淀”形成了表面具有微納米球狀粗糙結(jié)構(gòu)的超疏水膜.當凝固浴中NMP體積分數(shù)達到68.5％時，膜的接觸角達到140?！?52。，具備高疏水甚至超疏水性.

(2)預蒸發(fā)時間對膜的疏水性、孔徑、孔隙率、穿透壓均有影響.

(3)由于PVDF材料自身的疏水性質(zhì)和膜粗糙的表面結(jié)構(gòu)，賦予膜優(yōu)異的疏水性，同時具有較小的孔徑，膜的滲透選擇性得到提高，從而對菊芋多糖發(fā)酵液等含乙醇水溶液體系表現(xiàn)出了優(yōu)異的膜蒸餾分離性能.