制膜条件对PVDF膜形态结构的影响

对干湿相转换法制备聚偏氟乙烯微孔膜进行了研究。利用光透射仪研究了不同制膜条件下成膜分相速度及其变化规律，用气体渗透法测定了膜的平均孔径和有效孔隙率，并结合电镜照片对不同制膜条件下膜的结构和性能进行了表征。实验结果表明较低的铸膜液温度和凝胶浴温度、较短的蒸发时间和较低聚合物浓度有利于增加膜的有效孔隙率。在铸膜液中加入非溶剂是提高膜性能的一种手段，但非溶剂的加入量需足够大，以抵消铸膜液温度提高引起的相反的效应。     

甲醇气氛静态呼吸图法制备蜂窝状有序多孔膜

以原子转移自由基聚合方法合成的聚二甲基硅氧烷-b-聚苯乙烯(PDMS-b-PS)为铸膜材料,在静态呼吸图的基础上,首次在甲醇氛围下利用PDMS-b-PS的二硫化碳溶液铸膜得到了高度规整的蜂窝状有序多孔结构.研究了聚合物溶液浓度对孔径的影响,并与水蒸汽氛围制备的孔结构进行了比较.结果表明,甲醇气氛下制备的多孔膜的孔径比水蒸汽氛围下的大,且孔的断面形貌呈“U”形;孔径随着溶液浓度的增大而减小.该研究有利于呼吸图法制备有序结构材料技术的进一步发展,有助于人们更加准确与全面地认识呼吸图机理.     

扩散致相转化法制备结晶性聚合物多孔膜

介绍了扩散致相转化法制备结晶性聚合物多孔膜的研究现状。其三元等温成膜体系的相图包含液-液分相和固-液分相两种相分离方式,是理解成膜过程的重要工具,总结了成膜机理和膜的结构形貌：单纯S-L相分离生成粒子状对称膜结构;单纯L-L相分离生成蜂窝状非对称膜结构;两种相分离方式竞争发生将生成多样的混合膜结构。铸膜液浓度、非溶剂种类、铸膜溶剂组成、凝胶浴组成、制膜温度是影响膜结构形貌的主要因素。     

超临界二氧化碳制备聚合物微孔膜的研究进展

超临界二氧化碳做非溶剂制备聚合物微孔膜是一个新的研究热点,具有传质系数高、聚合物膜干燥速度快且不破坏结构、溶剂容易回收、CO2可循环使用、CO2的低毒性与环境友好性等特点.本文介绍采用超临界CO2制备聚合物微孔膜的热力学及动力学原理,重点介绍近年来采用此技术制备微孔膜的研究成果,如以聚苯乙烯（PS）、聚丙烯腈（PAN）、聚醚砜（PES）等为基体的微孔聚合物膜.     

超临界苯类溶剂对聚苯乙烯降解的影响

在高压间歇反应器中,温度340~370℃,以苯、甲苯、乙苯和对二甲苯为超临界溶剂研究了聚苯乙烯(PS)的降解特性.苯类物质是聚苯乙烯的优良溶剂,在超临界条件下其优异的传质、传热性能使聚苯乙烯快速降解.聚苯乙烯在不同超临界溶剂中降解转化率相近,而降解产物组成差别很大,分析了不同超临界溶剂对聚苯乙烯降解过程的影响.结果表明超临界甲苯对降解过程影响最小,苯乙烯收率最高.聚苯乙烯降解过程中,高分子链断裂和解聚同时进行,结合连续分布理论建立了聚苯乙烯降解的动力学模型,得到在超临界甲苯中聚苯乙烯链端解聚活化能为138.4 kJ.mol-1.     

利用Breath Figure法制备具有Honeycomb结构的有机/无机复合膜

以聚苯乙烯和正硅酸乙酯的有机溶液为铸膜溶液, 利用Breath Figure法制备了PS/SiO2Honeycomb结构复合膜. 采用SEM对复合膜进行了形貌分析, 探讨了聚合物浓度、 PS/TEOS配比、聚合物的结构、溶剂等对膜Honeycomb结构的影响. 研究结果表明, 聚合物浓度在20～50 mg/mL, PS/TEOS质量比大于2∶1的条件下可以制备结构完整的多孔膜, 且制备的Honeycomb结构在0.8 cm2内无缺陷; 采用双羧基封端的聚苯乙烯成膜效果好于单羧基封端的成膜效果; 以氯仿和苯作为溶剂均可以制备完全Honeycomb结构的复合膜, 但以苯为溶剂制备的多孔膜孔径较大. 成膜中TEOS水解不完全, 复合膜中混杂着未完全水解的TEOS以及SiO2. EDS面扫描分析表明, Si和O均匀地分散在复合膜中.     

聚乙二醇对聚醚砜微孔膜致孔作用的研究

以聚醚砜聚乙二醇溶剂为铸膜液体系、采用干湿相转化法制备微孔滤膜,研究了各种制膜条件对膜孔径结构的影响.实验发现聚乙二醇在体系中起到分散稳定的作用,只有到浓度大于70%时,才会对铸膜液的粘度产生明显影响,聚合物在铸膜液中的溶解状态也随之改变,进而影响膜的结构.不同溶剂NMP、DMF、DMAc、DMSO等极性溶剂或固体溶剂己内酰胺均可制得开孔率较高的微孔膜,但对膜的结构和性能影响差别不大.在本研究体系中,膜的结构取决于聚乙二醇、溶剂的浓度比例关系.     

两亲接枝共聚物PS-g-N-PEO的合成及表面性能研究——铸膜溶剂及浓度的影响

采用大分子单体法合成了一系列聚苯乙烯接枝壬基酚聚氧乙烯 (PS g NPEO)两亲共聚物 ,采用溶液铸膜法将其在PET表面制膜 ,并利用扫描电子显微镜 (SEM) ,X射线光电子能谱 (XPS) ,衰减全反射红外光谱(ATR)和水接触角 (CA)等手段研究了共聚物组成、铸膜溶剂及浓度对共聚物膜表面形貌、组成及水浸润性能的影响 .结果表明 ,两亲接枝共聚物在不同条件下可形成规则的表面微孔 ,共聚物中NPEO含量越高 ,共聚物膜表面微孔孔径越大 ,对应的水接触角越小 .以THF为铸膜溶剂时 ,制膜浓度越大 ,共聚物膜表面微孔孔径越大 ,对应的水接触角越小 ;而以甲苯为溶剂时 ,制膜浓度对共聚物膜表面形貌影响不大 ,但水接触角要较THF体系显著降低 ,水接触角与浓度关系与THF体系相反 ,制膜浓度越大 ,对应的水接触角越大 .制膜浓度相同时 ,THF作溶剂 ,共聚物膜微孔较大 ,表面亲水组分含量较低 ;以甲苯为溶剂 ,微孔较密 ,表面亲水组分较高 .     

热致相分离技术制备聚氨酯多孔膜的条件控制

采用自制的模具 ,利用热致相分离 (TIPS)的原理制备了聚氨酯 (PU)多孔膜 ,并重点研究了聚合物浓度对多孔膜的表面形貌、孔度大小、孔隙率和透湿率的影响 .在不同的聚合物浓度条件下制备的PU多孔膜的共同特征是底面 (与成膜平台接触面 )光滑平整 ,孔洞尺寸较小 ,为纳米级 ;而表面 (与空气接触的自由面 )的形貌结构较为复杂 ,但都有明显的孔洞出现 ,且孔洞的尺度大于底面 ,在微米级以上 .聚氨酯 1,4 二氧六环 (DO)形成的是上临界共溶温度 (UCST)体系 ,在发生相分离后底面与表面粗化时间的不同是导致形貌结构差异的主要原因 .改变冷台温度或调整DO H2 O的比例也会对PU多孔膜的孔度大小和形貌结构产生明显的影响     

浸没沉淀相转化法制备结晶性聚合物微孔膜的研究进展

综述了近期关于结晶性聚合物浸没沉淀相转化法制备微孔膜的成膜机理和实验研究工作.对制膜体系的热力学、相分离、成膜机理进行了分析和总结,并依此解析了结晶性聚合物膜中常见的结构形态,最后从热力学和动力学两个方面对影响膜结构形态的因素如聚合物的浓度、铸膜液的组成、凝固浴的组成等进行了详细的讨论.     

热致相分离法偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物多孔膜的制备及性能

以偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物[P(VDC-co-VC)]为成膜聚合物, 邻苯二甲酸二甲酯(DMP)为稀释剂, 采用热致相分离(TIPS)法制备了具有多孔结构的P(VDC-co-VC)膜. 通过聚合物-稀释剂二元体系相图、 场发射扫描电镜(FESEM)、 差示扫描量热仪(DSC)、 X射线衍射(XRD)、 原子力显微镜(AFM)、 纯水通量、 接触角、 孔径及其分布、 截留率及力学性能等研究了聚合物含量对P(VDC-co-VC)多孔膜结构和性能的影响. 结果表明, P(VDC-co-VC)-DMP二元体系成膜过程以液-液(L-L)分相为主, 随着聚合物含量增加, 膜的横截面由类花瓣状结构向胞腔状结构转变, 膜的孔连通性降低, 结构变得较为致密, 同时膜上表面孔隙率降低, 粗糙度增大. L-L分相时间和聚合物含量的变化, 导致膜结晶度先降低后增大. 聚合物含量的增加使膜上表面接触角、 断裂强度及蛋白截留率增加, 但膜的平均孔径、 孔隙率及纯水通量先增加后减小. 当聚合物质量分数为30%时, 所得膜通透性较优, 断裂强度可达7.5 MPa.     

凝固浴温度对PVDF铸膜液相分离过程和膜结构的影响

采用皮-亚两步凝胶成膜机理探讨了凝固浴温度对PVDF铸膜液的相分离行为及其膜结构的影响.采用浊度法测定不同温度时铸膜液体系的热力学性质,光透射仪测定不同凝固浴温度时沉淀速率对膜的形态和性能的影响.结果显示:皮层的生成主要受热力学性质控制,随着凝固浴温度的提高,皮层由液固分相转变为液液分相,延时时间缩短,皮层由相互融合的球粒致密结构转变为多孔结构.亚层的生成主要受皮层结构和溶剂/非溶剂相互扩散的影响,膜亚层主要发生液液分相;随凝固浴温度升高,分相速率加快,大孔发展更充分,膜的孔隙率和气通量提高,但结晶度降低.     

聚吡咯微粒掺入的聚苯乙烯膜在电解质溶液中的介电弛豫谱及其解析

在40 Hz～11 MHz频率范围测量了聚苯乙烯膜以及混入聚吡咯粒子的聚苯乙烯膜和电解质溶液构成的体系的介电谱, 发现了特异的弛豫现象: 纯的和掺入导电性聚吡咯后的聚苯乙烯膜分别显示出单一弛豫和双弛豫的不同模式的介电谱. 在Maxwell-Wagner界面极化概念基础上解释了该弛豫机制: 高、低频弛豫分别由膜-液界面极化和膜相本身的不均一性引起的. 将体系进行了模型化, 并利用Hanai理论方法对谱进行了解析, 获得了内部电性质的诸多参数. 对不同聚吡咯掺入量的膜/溶液体系的介电测量和解析结果表明, 电解质溶液的种类、浓度以及膜中混入聚吡咯的量都影响着膜相的介电响应. 这些结论为利用加入导电粒子改善绝缘高分子聚合物的电性质的研究以及制备既具有导电功能又使基体的力学性能得到提高的高分子复合物提供了重要的线索.     

聚合物-溶剂-超临界CO_2三元体系的相行为

研究了聚合物－超临界二氧化碳二元体系溶解性,并考查了添加共溶剂对溶解性的影响,结果表明,添加共溶剂会大大提高ＣＯ２的溶解度．此外,还研究了聚合物－溶剂－超临界二氧化碳三元体系在高压时的相行为,探讨了组分性质、含量等对温度 压力相图的影响．随着ＣＯ２含量的增加,压力－温度相图Ｌ－ＬＶ（单一液相向液气两相共存）边界线的斜率会出现突变点,发生由Ｌ－ＬＶ边界线向Ｌ－ＬＬ（单一液相向液液两相共存）边界线的过渡,而Ｌ－ＬＶ边界线对不同聚合物并不敏感．     

热致相分离法制备聚苯硫醚微孔膜

采用热致相分离法,以己内酰胺为溶剂,制备得到了聚苯硫醚微孔膜并对薄膜性能表征.聚苯硫醚-己内酰胺体系制膜的优点之一是溶剂己内酰胺是水溶性的,可以采用纯水作为后处理的萃取剂.选择了合适的浓度,利用压制成型法制备聚苯硫醚平板膜;研究了体系冷却时的相行为,并考察了降温速率、聚合物浓度等因素对微孔形态与薄膜性能的影响.研究表明,聚苯硫醚-己内酰胺体系以固液分相为主,萃取后形成球晶状的微孔结构.降温速率对薄膜的微孔形态、孔径以及连通性有重要影响;当体系以较低降温速率冷却时,多孔形态为枝叶状,形成了更多的开孔结构并获得了更大的孔径,这是获得高通量微孔膜的主要原因.通过控制降温速率可以制备纯水通量大于100 L/m2h,孔径约4～5μm且连通性良好的聚苯硫醚微孔膜;研究了聚合物浓度的影响,薄膜的纯水通量随着聚合物浓度的增大而减小,并且当聚苯硫醚浓度>50 wt%时,由于大于临界浓度而失去渗透性.     

超临界二氧化碳流体环境中导电聚吡咯复合材料的制备

以聚苯乙烯(PS)和锌盐中和的磺化聚苯乙烯(Zn-SPS)膜为基体, 在超临界二氧化碳(SC-CO₂)环境中用化学氧化法原位制备了聚吡咯(PPy)导电复合材料. 由于SC-CO₂对聚合物基体的强溶胀作用, 吡咯分子高效地扩散到基体内部进行聚合而形成导电通路, 得到比传统的水溶液法更高的电导率. 聚合物基体的性质对复合材料的导电性和形貌产生重要影响. 在相同条件下, Zn-SPS/PPy的电导率比PS/PPy高3~4个数量级, 而它们的体积逾渗阈值分别为2.7%和6.2%, 远远低于理论预测值(16%).     

基于偶氮液晶的PDLC膜光调制研究

采用聚苯乙烯和光敏混合向列液晶(5CB＋BMAB), 通过溶剂引发相分离制备了聚合物分散液晶膜(PDLC). 利用偶氮液晶的光致相变, 实现了聚合物分散液晶薄膜的光控开关. 实验结果表明, 在PDLC膜内部液晶微球中, 液晶分子呈双极形分布. 其光控温度区间19～36 ℃之间. 以360 nm附近紫外光照射之后, PDLC膜的最大透光率从6%增加到93%. 在相同的工作距离下, 光调制的时间与PDLC膜内部微孔直径相关. 在相同的液晶浓度下, 直径越小, 调制时间越长.     

再生纤维素膜对聚苯乙烯的截留性

本文用铜氨法以及微相分离和后处理技术制备了孔径30A至1000A的一系列再生纤维素膜。采用膜渗透计按流动速率法及静态渗透压法分别测定了它们的平均孔径2rf以及膜在甲苯溶液中对聚苯乙烯标样的截留率Re。得到膜平均孔径和所截留聚苯乙烯分子最Mw及其均方根末端距〈h~2〉~(1/2)之间的关系式分别为: lg2r?=lg0.155 0.59lgM_w lg2rf=lg0.589 0.96lg〈h~2〉~(1/2)     

三醋酸纤维素纳米纤维膜的制备及其油水分离应用

石油开采和油船运输泄露的油污污染日益突出,使得质轻、亲水疏油的油水分离材料得到广泛关注。本文在无任何添加剂条件下,以三醋酸纤维素(TCA)/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)溶液通过热致相分离(TIPS)制备TCA纳米纤维膜。研究了淬火时间、温度和聚合物浓度等条件对TCA纳米纤维膜形貌的影响。TCA纳米纤维膜的形貌、孔隙率和比表面积通过SEM、乙醇法和N2吸脱附表征。实验结果表明,最佳实验条件为:淬火时间180 min、淬火温度-20℃、聚合物质量分数5%,得到直径为(110±28)nm均匀纤维膜。与块状TCA流延膜相比,TCA纳米纤维膜的高孔隙率和大比表面积以及表面特殊的微/纳结构,使其水接触角由86.2°增加到137.5°。由于高疏水性和亲油性以及强烈的毛细作用,TCA纳米纤维膜的吸油容量达到21.5 g/g,分别是流延膜的20~42倍,且可快速吸收油水混合物中的油层。TCA纳米纤维膜是一种可生物降解的溢油污染清洁材料。     

热致相分离法制备乙烯-三氟氯乙烯共聚物微孔膜

通过热致相分离法制备了乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)微孔膜, 考察了ECTFE与不同溶剂的相互作用参数对ECTFE/溶剂体系的液液相区的影响, 通过相容性分析及对ECTFE微孔膜断面结构的观察, 筛选出能与ECTFE发生明显液液相分离的溶剂--邻苯二甲酸二乙酯(DEP). 热力学相图证明, ECTFE/DEP体系具有较宽的液液相分离区, 偏晶点所对应的ECTFE质量分数高达55%. 考察了冷却条件对\{ECTFE/DEP体系膜断面结构的影响, 结果表明, 膜断面孔径随着淬冷温度的降低而减小, 在淬冷温度为458 K时膜断面孔径随粗化时间的增加而增大.