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     

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。     

聚丙烯中空纤维膜的微孔结构的控制

通过熔纺／冷拉伸法制备了微孔聚丙烯中空纤维膜。研究了工艺条件对微孔聚丙烯中空纤维膜的微孔结构与性能的影响。结果表明：随着纺丝温度的下降或熔体拉伸比的提高，最大可几孔径及孔隙率增大；熔纺中冷却风速提高，最大可几孔径及孔隙率较大；温度低于110℃时，热处理对最大可几孔径及孔隙率的影响较小，在120－130℃时，随着热处理温度的增加，最大孔径及孔隙率有明显增加的趋势；随着初纺中空纤维拉伸倍数的增加，孔隙率先增加而后下降。     

聚丙烯分子量对热致相分离制备微孔膜的影响

通过对等规聚丙烯与邻苯二甲酸二戊酯体系的相分离过程进行研究,绘制了3种分子量等规聚丙烯与邻苯二甲酸二戊酯体系的相图.研究结果表明,聚丙烯分子量的增大导致聚合物单个分子占据的晶格数Np增加,总分子数减少,使混合熵对混合自由能的贡献降低,因此浊点曲线向高温方向移动,而结晶曲线基本不变.聚丙烯分子量的增大延长了聚合物贫相分散液滴的生长时间、增加了聚合物富相黏度和过冷度.聚丙烯分子量变化不仅改变了微孔尺寸,而且改变了微孔结构.在相同淬冷条件下,微孔平均尺寸的变化趋势是贫相分散液滴的生长时间、聚合物富相黏度和过冷度3种因素共同作用的结果.     

热致相分离法制备微孔EVAL中空纤维膜的探索

比较了羟基含量不同的两种乙烯－醋酸乙烯酯共聚物（EVA）的醇解产物和聚乙二醇组成的两元体系的相图的差异，在此基础上，以聚乙二醇为稀释剂，采用了热致相分离方法制备了微孔EVA的醇解产物中空纤维膜。结果表明纺丝时的冷却水溶温度、稀释剂的抽提温度以及EVA的醇解产物与聚乙二醇的比例对微孔中空纤维的透气性有明显的影响。     

热致相分离法制备聚烯烃微孔膜研究进展

非极性及弱极性的结晶高聚物常温下无合适的良溶剂,所以无法使用传统的非溶剂致相分离法制取微孔膜,而近年来发展的热致相分离法解决了这一问题。研究发现聚乙烯、聚丙烯、乙烯．乙烯醇共聚物、乙烯．丙烯酸共聚物、聚(4-甲基-1-戊烯)等聚烯烃是可采用热致相分离法制备微孔膜的材料。本文综述了近年来在热致相分离法制备聚烯烃微孔膜方面的研究进展,重点介绍各种制膜材料(聚合物、稀释剂、萃取剂和助剂)与各种制膜工艺对制得的聚烯烃微孔膜孔径、膜通量和非对称结构等的影响。     

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.     

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。     

纳米碳酸钙/庚二酸复合成核剂对热致相分离法制备聚丙烯微孔膜的影响

以大豆油/邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为混合稀释剂,采用热致相分离法(TIPS)制备聚丙烯(PP)微孔膜.研究了纳米碳酸钙成核剂、纳米碳酸钙/庚二酸复合成核剂对PP/大豆油/DBP(30/42/28,质量比)混合体系中PP结晶、熔融性能和PP微孔膜微观结构的影响.结果表明,单一纳米碳酸钙成核剂加入量为PP的0%~4%(质量百分率)时,PP/DBP/大豆油体系中PP熔融曲线上对应的峰值温度(Tpm)降到150.7~151.3℃,而纯PP的熔融峰值温度为165℃;DSC实验结果还显示加入1%~4%纳米碳酸钙和0.5%庚二酸后,导致PP的熔融曲线上出现了熔融双峰,说明纳米碳酸钙/庚二酸复合成核剂与单一成核剂相比有明显地促进β晶生成的作用,宽角X射线衍射(WAXD)实验进一步证实了β晶的存在.单一纳米碳酸钙成核剂对PP微孔膜的球晶结构和微观孔结构影响不大;加入纳米碳酸钙/庚二酸复合成核剂明显影响PP微孔膜的球晶结构和微观孔结构,其中0.5%庚二酸和1%纳米碳酸钙组成的复合成核剂制得的PP微孔膜的球晶结构明显,微孔膜孔径小且分布均匀;进一步增加纳米碳酸钙用量,PP微孔膜生成了许多细小的边界模糊的不规则结晶,微孔膜孔径不规则且尺寸较大,这与此时PP形成β晶结构有关.     

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。     

Extraction of Ce~(4+) from Tervalent Lanthanide with Immobilized Interface in a Microporous Hollow Fiber

中空纤维膜（ＭＨＦ）法研究了Ｃｅ４＋和三价稀土的溶剂萃取．结果表明Ｃｅ４＋的传质系数是Ｃｅ３＋和Ｌａ３＋的１０倍以上．Ｃｅ４＋的传质速度受水相临界层中扩散速度控制，ＲＥ３＋的传质速度受膜内扩散控制．Ｃｅ４＋能够从三价稀土中有效地分离．     

Molecularly Designed Stabilized Asymmetric Hollow Fiber Membranes for Aggressive Natural Gas Separation

New rigid polyimides with bulky CF₃ groups were synthesized and engineered into high‐performance hollow fiber membranes. The enhanced rotational barrier provided by properly positioned CF₃ side groups prohibited fiber transition layer collapse during cross‐linking, thereby greatly improving CO₂/CH₄ separation performance compared to conventional materials for aggressive natural gas feeds.     

聚酰亚胺6FDA-mPDA及其非对称中空纤维膜的气体渗透性能

用两步法制备了聚酰亚胺2,2＇-双（3,4-二羧酸苯基）六氟丙烷二酐（6FDA）-1,3-苯二胺（mPDA）．测定了聚合物致密膜的密度、自由体积分率和玻璃化转变温度．制备了不同干纺距离下具有超薄致密皮层的聚酰亚胺中空纤维膜．制备的中空纤维膜在25℃,0．5MPa下,O2的渗透速率为19．10GPU,O2／N2分离系数为5．99,CO2的渗透速率为106．34GPU,CO2／CH4的分离系数为82．00．致密皮层的厚度约为96nm．考察了操作温度对膜性能的影响,结果表明,随着温度的升高,膜的渗透速率增大,分离系数减小．物理老化对膜性能的实验结果表明,随着老化时间的增加,膜的渗透速率减小,分离系数增大．膜的致密层厚度影响膜的老化性能．     

水和生物体液中曲马多镇痛药的中空纤维膜液相微萃取

使用中空纤维膜液相微萃取技术(LPME-HFM)建立了从水和生物样品(尿和血浆)中提取曲马多的方法。在室温(20 ℃)下用聚偏氟乙烯中空纤维膜过滤提取样品。萃取过程中用4 μL甲苯作为萃取溶剂。用度冷丁作为内标,气相色谱法-氢火焰离子化检测器分析测定,最低检测限达0.01 mg/L(自来水、尿)或0.05 mg/L(血浆)。和传统的液液萃取方法相比,该方法集萃取和浓缩一步完成,更简便、快速、绿色环保。     

多孔中空纤维液相微萃取技术的研究进展

基于多孔中空纤维的液相微萃取集采样、萃取和浓缩于一体,具有成本低,易与多种分析仪器联用等特点,该技术不仅可得到较高的富集倍数和回收率,而且具有突出的样品净化功能,有机溶剂用量非常少,是一种环境友好的样品前处理新技术,国内尚未广泛应用。本文综述了多孔中空纤维液相微萃取的主要装置、萃取模式、影响因素及其应用,引用文献54篇。     

聚全氟乙丙烯中空纤维膜的制备及性能

以聚全氟乙丙烯(FEP)为成膜聚合物,MT-Ⅱ型复合粉为致孔剂,邻苯二甲酸二辛酯(DOP)为稀释剂,采用熔融纺丝拉伸法制备了FEP中空纤维膜,研究了其耐酸碱等性能.结果表明,FEP中空纤维膜的表面具有由拉伸孔、界面孔及溶出孔组成的多重孔结构,而其横截面为均匀分布的海绵状孔结构.FEP中空纤维膜经质量分数为25%的硫酸水溶液和25%的氢氧化钠水溶液分别处理60 d后,膜的化学结构未发生变化,而且平均孔径增大,孔径分布变窄,断裂强度保持率分别在86.8%及80.8%以上,耐酸碱性明显优于商业化聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜,显示出优异的化学稳定性及良好的热稳定性.