微孔聚丙烯中空纤维膜的研究与开发

综述了聚丙烯中空纤维膜的研究与开发状况 ,包括制备原理、过程、影响因素及应用开发状况。重点综述了聚丙烯中空纤维膜的制备及结构性能     

应力场下固—液相分离制备微孔聚丙烯中空纤维膜

将聚丙烯和石蜡油的混合物熔融挤出,使之在较高的应力场下冷却和相分离,得到了弹性聚丙烯中空纤维。这种部分结晶的弹性纤维可能具有平行排列的片晶结构,石蜡油存在于片晶之间。将石蜡油提取掉后稍加拉伸即可得到透气性很好的微孔中空纤维渗透膜。     

微孔聚丙烯中空纤维膜熔纺过程的动力学及结构发展的数值模拟——(1)数学模型

利用力平衡、质量守恒、能量守恒等原理推导了一组一阶非线性常微分方程组，用于描述聚丙烯中空纤维膜原纤熔纺过程的动力学及结构的发展。     

热致相分离聚丙烯微孔膜

对聚丙烯－稀释剂体系热致相分离过程制备聚丙烯微孔膜的意义、原理、过程及研究现状进行了评述。     

聚丙烯微孔膜的等离子接枝

在新型聚丙烯微孔膜上的低温等离子接枝饱和的非离子型表面活性剂，使对水的接触角由108°降低到48°。提出了自由基接枝机理。研究了接枝过程主要参数对接枝率的影响，证实了存在接枝和刻蚀竞争机制。     

聚丙烯微孔膜的等离子体接枝聚合改性

利用拉伸时的晶型转变致孔特性,从β晶相聚丙烯经单向或双向拉伸制得了新型聚丙烯微孔膜、用等离子体接枝聚合技术接上了亲水性聚合物如聚丙烯酸、聚丙烯腈等。研究了等离子体处理时间、单体性质对得到的亲水膜的亲水性、离子/溶质渗透性的影响。发现接枝聚丙烯酸的双向拉伸膜对Na~+、Mg~(++),尿素有较大的渗透性,并具有优良的形状稳定性。     

聚丙烯微孔膜表面的等离子体接枝

通过氢气氛等离子体处理，在聚丙烯微孔膜表面接枝了聚丙烯酸，改善了膜表面的亲水性。接枝率与等离子体放电功率、放电时间和溶液浓度有关，微孔膜内外表面及不同位置接枝效率有差别。接枝后微也膜的表面孔径减少了。     

聚丙烯微孔膜表面的空气等离子体处理

采用空气等离子体对聚丙烯微孔膜进行了处理，膜表面带有了氧元素，表面亲水性增强。微孔膜外表面改性程度较高，而孔内愈往深处改性程度愈弱。空气等离子体处理过的微孔膜力学性能下降。     

中空纤维担载氧化硅膜的制备及结构研究

采用SXRD,HRTEM,FTIR,SEM和氮气吸附等测试手段对膜结构、形貌、孔径及其分布进行了表征.SXRD和HRTEM结果显示,所制备的膜具有短程有序结构.SEM分析发现膜表面完整.气体渗透实验表明,担载膜具有一定的气体选择性,在0.1MPa下对H₂/N₂和CH₄/N₂的分离因子分别为2.25和1.56,气体透过膜孔的扩散由努森机制所控制.等温氮气吸附实验显示,经500℃热处理后氧化硅膜的最可几孔径小于3.34nm,非担载膜的比表面积为919.8m²/g,孔容为0.43mL/g.     

聚丙烯微孔膜基渐变聚合物的制备,结构与性能的研究

以聚丙烯微孔膜为基材，通过扩散控制原位共聚合的方法在人填充了组成沿膜的厚度方向逐渐改变的无规共聚物，Ｘ－光电子能谱（ＸＰＳ）、全反射红外光谱（ＡＴＲ）以及动态粘弹谱的分析结果。说明所制备得到的合膜具有明显的渐变聚合物性质。     

熔纺聚氨酯系中空纤维膜的结构与性能

将聚氨酯/聚偏氟乙烯/聚乙二醇(PU/PVDF/PEG)熔融共混纺丝制得中空纤维膜,对纤维膜的微孔结构与性能进行研究,分析影响其水通量衰减的因素。结果表明:所得纤维膜具有界面及非界面微孔结构;随着水通量工作环境的变化,膜孔结构发生相应变化,表现出压力及温度响应性能;而经热处理后,所得膜部分微孔闭合,水通量下降;随测试时间延长,膜结构趋于致密化,水通量衰减。     

氧化铝中空纤维膜的制备与表征

 介绍了铝氧化反应结合技术与干湿法纺丝工艺相结合制备氧化铝中空纤维膜的方法．采用热重分析、能量色散谱、X射线衍射、热机械分析和扫描电镜等手段对烧结过程中的反应行为、相转变及膜的微观结构进行了研究．结果表明,所制备的氧化铝中空纤维膜具有非对称结构的特点,其孔隙率高（50．1％）、孔径分布窄（平均孔径0．88μm）、机械强度高（压缩强度和弯曲强度分别为89．6和41．1MPa）．气体的渗透实验结果表明,所制备的膜无针孔、裂纹等缺陷,并且具有良好的渗透性．     

过滤成膜制备氧化铝中空纤维超滤膜

 介绍了在α－Al2O3中空纤维微滤膜上采用过滤成膜技术制备γ－Al2O3超滤膜的方法．应用热重分析、差热分析、X射线衍射和扫描电子显微镜等测试手段对膜的热稳定性、结构及形貌进行了表征．扫描电子显微镜结果表明，采用过滤成膜方式制备的担载中空纤维超滤膜表面无针孔，无裂纹．气体渗透实验进一步表明，所得中空纤维超滤膜完整、无缺陷，具有一定的气体选择性．经700℃焙烧后的膜在0．3和0．4MPa条件下对氮／氩的分离因子分别为1．133和1．139，说明气体通过膜的扩散以Knudsen扩散传质为主．用等温氮气吸附实验测定了非担载膜的孔径大小和分布，其比表面积为228．9m2／g，最可几孔径约为4．5nm．     

醇/水混合物在磺化聚乙烯中空纤维阴离子交换膜中的渗透汽化

通过对聚乙烯中空纤维光化学氯磺化反应,继而胺化和季胺化,制备了磺化聚乙烯中空纤维阴离子交换膜。以恒沸组成的异丙醇/水和85wt%乙醇/水为料液,测定了不同抗衡离子膜的渗透汽化性能。表明:该膜有极高的选择性,分离系数和渗透通量与抗衡离子密切相关,对卤素离子,α_W/A大小次序为I~->Br~->Cl~-;通量大小次序与之相反。三种抗衡离子膜的平衡吸收实验表明,该阴离子膜的选择渗透性不仅与醇水在膜中的溶解度有关,而且取决于平均扩散系数。     

PSF-SPES共混中空纤维超滤膜制备的研究

以聚砜(PSF)、磺化聚醚砜(SPES)和醋酸纤维素(CA)为膜材料,水为内凝胶剂,采用干湿法制备了PSF-SPES共混中空纤维超滤膜,探讨了PSF-SPES铸膜液中SPES离子交换容量(IEC)、SPES浓度、添加剂、外凝胶剂的选择和热处理对膜性能的影响。所得共混超滤膜性能如下:w=0.0 0 1的Na2SO4截留率19.9%,通量62 L/(h.m2.MPa);w=0.001的PEG4000截留率78.2%,通量85 L/(h.m2.MPa)。此外,以PSF-SPES中空纤维为支撑膜,采用醋酸纤维素作为涂层液,研究了CA/PSF-SPES复合超滤膜性能,讨论了CA/PSF-SPES共混中空纤维超滤膜结构。     

中空纤维复合膜

中空纤维复合膜是分离膜的一种,它是由两种(或两种以上)不同的材料采用一定的制备工艺复合而成的,其优点是将中空纤维的结构特点(如自支撑等)和复合膜的分离优势(如高选择性高通量等)有机结合.本文首先介绍了中空纤维复合膜的基膜及复合层所用到的材料(或添加材料),并按照中空纤维复合膜的结构特点对其进行了简单的分类,并重点论述了中空纤维复合膜的制备设备及工艺.最后论述了中空纤维复合膜在渗透汽化、气体分离和纳滤等领域的研究进展和应用情况,指出中空纤维复合膜需要继续深入的研究内容.     

钯/陶瓷中空纤维复合膜反应器中的水煤气变换反应

 采用化学镀法制备了钯/陶瓷中空纤维复合膜,并将该膜反应器用于水煤气变换反应,考察了水碳摩尔比、反应温度及压力对反应的影响. 结果表明,膜反应器中的CO转化率不仅可以超过固定床反应器中的转化率,在一定条件下还可以超过反应的平衡转化率.