新型PVDF中空纤维疏水复合膜制备与表征

全氟磺酸--聚四氟乙烯中空纤维复合膜的制备及其应用基础研究1. 引言1.1 概述本篇文章旨在研究全氟磺酸-聚四氟乙烯中空纤维复合膜的制备方法及其应用基础。

全氟磺酸作为一种高性能离子液体，具有很大的应用潜力。

而聚四氟乙烯作为一种极具化学稳定性和耐高温性能的材料，已经被广泛应用于各个领域。

本研究旨在探索将这两种材料结合起来，制备出更加优异性能的中空纤维复合膜。

1.2 文章结构本篇文章分为引言、正文、实验方法、结果与分析以及结论与展望五个部分。

1.3 目的通过对全氟磺酸-聚四氟乙烯中空纤维复合膜制备过程的深入分析，我们希望能够揭示其内在机理，并评估该复合膜在不同应用领域的潜力。

此外，我们还将探讨不同实验方法对复合膜性能的影响，并提出未来的发展方向与展望。

通过这些研究，我们希望能够为该领域的进一步研究提供基础理论和实践指导，以推动全氟磺酸-聚四氟乙烯中空纤维复合膜在各个领域的应用。

2. 正文本研究旨在探索全氟磺酸--聚四氟乙烯中空纤维复合膜的制备方法及其应用基础。

针对该主题，我们将文章正文部分分为以下几个方面进行讨论。

2.1 聚四氟乙烯中空纤维的制备方法在这一部分，我们将介绍聚四氟乙烯中空纤维制备的原理和方法。

首先，我们会简要介绍聚四氟乙烯材料的特性及其在膜技术领域的应用。

然后，我们会详细介绍中空纤维技术，包括相内非溶剂法、吸附法、相扩散法等常用的中空纤维制备方法，并比较它们的优缺点。

2.2 全氟磺酸对聚四氟乙烯中空纤维膜性能的影响这一部分将重点探讨全氟磺酸添加剂对聚四氟乙烯中空纤维膜性能的影响。

我们会阐述不同添加剂含量对膜孔径、渗透性能以及化学稳定性的影响，并进行相关实验数据的分析和解读。

此外，我们还将讨论全氟磺酸对膜表面亲水性的改善作用以及其对阻垢效果的影响。

2.3 聚四氟乙烯中空纤维复合膜在水处理领域的应用在这一部分，我们将探讨聚四氟乙烯中空纤维复合膜在水处理领域的应用潜力。

具体包括该复合膜在反渗透、超滤、微滤等水处理过程中的性能及应用前景。

PRACTICE实 践区域治理聚偏氟乙烯中空纤维膜制备及其性能调控苏州大学 朱明星一、引言近年来伴随着工业化和城市化的进程，水污染日益严重、水资源短缺的问题变得越来越突出，逐渐成为制约人类社会经济发展和生活质量的严峻问题，因此膜分离技术的研究与应用得到了高度重视。

膜技术是一种新型高效的分离技术，是多学科交叉的产物，与传统的分离技术相比，由于其具有分离效率高、能耗低、操作方便、环境友好、便于与其他技术集成等优点，因此成为近20年来发展最为迅速的分离技术之一。

迄今为止，中空纤维膜是分离膜的最有效形式，具有填充密度高，比表面积大，自支撑作用强，操作压力高的特点，因此广泛用于污水处理，饮用水净化，海水淡化等诸多领域。

聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜是一种新开发的高分子分离膜品种，因其具有较高的机械强度，良好的化学稳定性，优异的抗紫外线、耐气候老化性以及较高的分离度和通量，填装密度大，已成为中空纤维分离膜中的一种新型高效品种，在水净化和污水处理领域中的应用日益广泛。

聚偏氟乙烯（PVDF）是一种性能优良的线型结晶含氟聚合物，基于非溶剂致相分离法制备高性能PVDF中空纤维膜的研究工作一直是膜分离领域的研究热点，受到国际膜研究学者和产业界的广泛关注。

[1]本文总结了国内外部分学术研究成果，分别讨论了非溶剂致相分离法制备聚偏氟乙烯中空纤维膜的相分离原理、制备过程中各影响因素对膜结构和性能的影响，对PVDF中空纤维膜的制备与性能调控的关键进展进行较全面的介绍，以增进读者对非溶剂致相分离法制备PVDF中空纤维膜的理解。

二、非溶剂致相分离法制膜的相分离原理非溶剂致相分离法（Non-s o l v e n t I n d u c e d P h a s eSeparation，NIPS）是发展时间最长、最为成熟的一种制膜方法，是目前PVDF中空纤维膜最常用的制备方法之一。

非溶剂致相分离法制膜的体系涉及聚合物、溶剂、非溶剂三种组分，在制膜的过程中通常需要加入添加剂（如高分子聚合物添加剂、低分子表面活性剂、无机盐添加剂等）来调整制膜配方，同时可以改变制膜的工艺参数条件，制膜过程中的影响因素和需要调控的参数较多，这赋予了非溶剂致相分离法制膜过程中更灵活的可调节性，因此能根据实际需求来调控膜的结构和性能。

中空纤维膜的制备及性能测试1.1 实验目的1.了解相转化法制备中空纤维膜的工艺过程；2.掌握制备中空纤维超滤膜的基本原理及实验操作技术；3.掌握用于中空纤维膜结构调控的方法。

1.2 实验原理中空纤维膜的制备方法有：湿法、干-湿法、熔融法和干法。

本实验采用干-湿法，过程如下：首先将过滤后的由聚合物、溶剂和成孔剂组成的铸膜液用氮气将釜中料液压出，从环行喷丝头（常用喷丝头的断面结构如图1所示）的缝隙中挤出，同时将芯液注入喷丝头插入管中，经过一段空气浴后，铸膜液浸入凝固浴中发生双扩散：铸膜液中的溶剂向凝固浴扩散以及凝固浴中的凝固剂（非溶剂）向铸膜液中的细流扩散。

膜的内侧和外侧同时发生凝胶化过程，首先形成皮层，随着双扩散的进一步进行，铸膜液内部的组成不断变化，当达到临界浓度时，膜完全固化从凝固浴中沉析出来，将膜中溶剂和成孔剂萃取出，最终得到中空纤维膜。

图1 喷丝头断面结构示意图（a）插入管式；（b）插入柱式；（ｃ）异形喷丝板膜制备工艺参数对膜结构的影响很大。

主要的工艺参数包括：铸膜液的流量、温度、挤出速率、芯液流速、卷绕速度、空气间隙、喷丝头规格等。

1.3 实验原料和设备1. 原料：（1）NMP PVDF PEG6000 吐温-80(2)实验步骤：将116gNMP加入三口烧瓶只中，等溶剂温度到达60°C时加入PVDF36g，等PVDF全部溶解后，再加入PEG6000 38g，加热至70°C，待其溶解后加入吐温-80 10g在70°C恒温加热搅拌9-10小时。

待其冷却后倒出待用。

2. 设备：中空纤维膜纺丝机一台（图2所示），包括如下附件：计量泵（规格为1.2 ml/r），喷丝头，氮气钢瓶等。

1.4 实验过程1. 准备工作：根据膜的结构要求确定膜制备工艺参数，包括聚合物浓度，2. 膜制备过程：适当旋松搅拌轴压盖→在溶解釜加料口加入应加溶剂的3/4 →打开总电源→开动搅拌→溶解釜开始升温→加入聚合物→加入成孔剂→加入剩余1/4溶剂→在60℃搅拌溶解8~10小时→溶解完成后关闭搅拌→静置脱泡12~20小时→脱泡完成后旋紧搅拌轴压盖→通入0.3~0.5 MPa 氮气→打开过滤器阀门（泵座在纺丝前预热0.5小时以上）→开启计量泵（鹅颈管开口向上）→待挤出物料基本没气泡时关闭计量泵→安装喷丝头→开启芯液阀门→开启计量泵→用导丝钩将初生纤维压入凝固浴槽并自另一端引出→卷绕→切割。

pvdf中空纤维疏水膜
PVDF中空纤维疏水膜是一种特殊的膜材料，具有疏水性，常用于水处理、过滤和膜分离等领域。

PVDF即聚偏二氟乙烯，是一种高分子材料，具有优良的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性等。

PVDF中空纤维疏水膜的制备方法通常包括纺丝、热拉伸、热定型等工艺。

其中纺丝工艺是将PVDF树脂溶解在适当的溶剂中，通过喷丝孔挤出，然后在热空气中形成纤维。

热拉伸和热定型则是通过升高温度和施加张力来调整纤维的结构和性能。

PVDF中空纤维疏水膜具有孔径小、孔隙率高、分离效率高等优点，同时具有较好的耐化学腐蚀性和耐高温性能，可以在恶劣环境下使用。

在污水处理、过滤和膜分离等领域得到广泛应用，可以用于海水淡化、超纯水制备、废水处理等领域。

需要注意的是，PVDF中空纤维疏水膜的制备工艺和性能受到多种因素的影响，如溶剂的选择、纺丝工艺参数、热拉伸和热定型条件等。

因此，在实际应用中需要根据具体需求和工艺条件进行选择和优化。

PVDF中空纤维抗污染膜的制备与表征张瑛洁;曹天静;李大鹏;林茹;杨榕;马军【期刊名称】《膜科学与技术》【年(卷),期】2012(032)006【摘要】采用干—湿相转化法制备Fe(Ⅲ)-Cu(Ⅱ)/PVDF中空纤维抗污染膜,讨论了不同添加剂量的变化及不同的工艺参数对膜性能的影响.通过扫描电子显微镜、水通量测定仪、机械强度测定仪、接触角测定仪分别对膜的微观结构、水通量、抗污染性、机械强度、接触角进行联合表征,分析不同因素对膜性能的影响趋势.结果表明:随着PVDF粉加入量、无机掺杂物质的量、添加剂的量的增加,膜的纯水通量均呈降低趋势,但截留率、拉伸强度、亲水性、及抗污染性能均随变化而增大；随着膜制备的工艺参数——纺丝速度、凝固浴温度的增加,膜的纯水通量增大,而截留率呈下降趋势,膜的拉伸性能得到提高；随着膜制备的工艺参数——干程距离的增大,膜的纯水通量和截留率分别呈现出增大和减小的趋势,膜的孔隙率和拉伸强度及断裂伸长率先增大后减小.【总页数】6页(P76-81)【作者】张瑛洁;曹天静;李大鹏;林茹;杨榕;马军【作者单位】东北电力大学化学工程学院,吉林132012;哈尔滨工业大学市政环境工程学院,城市水资源开发利用(北方)国家工程研究中心,哈尔滨150090;东北电力大学化学工程学院,吉林132012;东北电力大学化学工程学院,吉林132012;东北电力大学化学工程学院,吉林132012;东北电力大学化学工程学院,吉林132012;哈尔滨工业大学市政环境工程学院,城市水资源开发利用(北方)国家工程研究中心,哈尔滨150090【正文语种】中文【中图分类】TQ316.6【相关文献】1.PVDF中空纤维膜改性研究(2)表面接枝两性离子制备抗污染性电解质响应PVDF 中空纤维膜 [J], 李倩;周波;毕秋艳;肖燕;王晓琳2.Fe3+/TiO2改性PVDF中空纤维催化膜的制备及表征 [J], 张瑛洁;杨榕;袁明圆;岳显;林茹;马军3.PVDF中空纤维膜改性研究(1)交联PVP制备亲水化PVDF中空纤维膜 [J], 毕秋艳;田野;李倩;王晓琳4.高分离精度抗污染PVDF中空纤维膜的制备 [J], 孙倩云;周玥;汪朝晖;汪效祖;刘飞;崔朝亮5.PVDF-SiO_2中空纤维复合膜的制备和表征 [J], 俞丽芸; 许振良; 韩灵凤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。