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水处理技术 2024年第5期50卷 73-78,85页

作者：段克尧张俊涛王立诚蔡正国陈龙孙俊芬东华大学纤维材料改性国家重点实验室上海201620

合成研究了不同羟基插入率的羟基化聚丙烯(PPOH),使用熔融纺丝-拉伸法(MS-S)制备了PPOH中空纤维膜并探究了热拉伸温度、热拉伸比例对其孔径分布、孔隙率、水通量和力学性能的影响。相比聚丙烯(PP)中空纤维膜,相同条件下制备的PPOH中空... 详细信息

合成研究了不同羟基插入率的羟基化聚丙烯(PPOH),使用熔融纺丝-拉伸法(MS-S)制备了PPOH中空纤维膜并探究了热拉伸温度、热拉伸比例对其孔径分布、孔隙率、水通量和力学性能的影响。相比聚丙烯(PP)中空纤维膜,相同条件下制备的PPOH中空纤维膜的水通量更高,孔径更大,拉伸强度和孔隙率则较低。当热拉伸温度为110℃、热拉伸比例为150%时,PPOH中空纤维膜的孔径为0.139μm,孔隙率为22.1%,水通量为1 822 L/(m2·h),拉伸强度为123 MPa。

关键词：中空纤维膜羟基化聚丙烯流延成型拉伸致孔

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熔融拉伸法制备亲水性PP/PPOH微孔膜的研究

熔融拉伸法制备亲水性PP/PPOH微孔膜的研究

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作者：陆言荣东华大学

学位级别：硕士

以聚丙烯（PP）为材料制成的微孔膜因其力学性能优良、化学性能稳定,被广泛应用在水处理、电池隔膜、医学等领域。尽管PP作为一种膜材料很受欢迎,但是由于其本身的疏水性导致在应用过程中抗污染性能差,使膜的分离效率和使用寿命大幅度... 详细信息

以聚丙烯（PP）为材料制成的微孔膜因其力学性能优良、化学性能稳定,被广泛应用在水处理、电池隔膜、医学等领域。尽管PP作为一种膜材料很受欢迎,但是由于其本身的疏水性导致在应用过程中抗污染性能差,使膜的分离效率和使用寿命大幅度降低。因此增加膜的亲水性来改善膜污染是十分有必要的。本文采用侧链含有羟基的无规共聚物羟基化聚丙烯（PPOH）对PP进行亲水化改性。首先采用高压共聚的方式合成PPOH无规共聚物,然后将其与PP进行熔融共混。将共混物以流延成型的方式制备预制膜,对预制膜进行热退火处理后,再经过一系列冷拉伸、热拉伸、热定型的工艺制备微孔膜。具体研究内容如下:1.PP/PPOH共混物的制备及性能研究。采用熔融共混的方式制备不同PPOH含量的PP/PPOH共混物,通过热重分析、差示扫描量热测试（DSC）、接触角测量仪、高级旋转流变仪、傅里叶红外光谱仪（FTIR）分别研究PP/PPOH共混物的热性能、结晶性能、亲水性能、粘度等。结果表明,PP中共混PPOH后,PP/PPOH共混物的亲水性显著提升,当PPOH的共混比例为20 wt%时PP/PPOH共混物的水接触角为79.6°。PP/PPOH共混物的热稳定性随着PPOH含量的增加而增加,粘度和结晶度均随着PPOH含量的增加而降低。2.PP/PPOH预制膜的制备及性能研究。首先采用流延成型的工艺制备PP和PP/PPOH预制膜,然后对预制膜进行退火处理以完善晶体结构。通过DSC和红外二向色法分别测定不同的出口模温度、拉伸比以及退火温度对预制膜结晶度和取向度的影响,对不同退火温度下的预制膜进行力学性能测试。研究表明出口模温度为210℃,拉伸比为120的流延成型工艺制备的预制膜具有最佳的结晶度和取向度,退火处理显著提高预制膜的结晶度和取向度,退火温度为140℃时,PP/PPOH预制膜具有最佳力学性能。3.PP/PPOH微孔膜的制备及性能研究。对退火处理后的预制膜进行后拉伸处理,采用DSC、气-液测试法膜孔径分析仪、水通量测试、孔隙率测试等研究不同的冷拉伸比、热拉伸温度、热拉伸比对微孔膜结构和性能的影响。研究表明,冷拉伸比为40%时PP/PPOH微孔膜的结晶度最大,此时微孔膜孔尺寸和孔隙率最大。热拉伸温度为130℃时PP/PPOH微孔膜的结晶度最大为51.7%。PP和PP/PPOH微孔膜的孔隙率、孔尺寸均随着热拉伸比的增加而增加,孔径和水通量也相应增大,但较高的热拉伸比使微孔膜的孔径分布不均匀。

关键词：羟基化聚丙烯熔融共混流延成型拉伸致孔

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羟基化聚丙烯中空纤维膜的研究

羟基化聚丙烯中空纤维膜的研究

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作者：段克尧东华大学

学位级别：硕士

聚丙烯(PP)具有耐腐蚀性强,加工性能好、使用温度范围广且成本低廉等优点,是一种良好的制膜材料。PP分子链上没有极性基团,当应用于分离膜时,疏水性很强,导致膜污染严重。为了减轻PP膜的膜污染,延长使用寿命,增加过滤效率,提高PP膜的亲... 详细信息

聚丙烯(PP)具有耐腐蚀性强,加工性能好、使用温度范围广且成本低廉等优点,是一种良好的制膜材料。PP分子链上没有极性基团,当应用于分离膜时,疏水性很强,导致膜污染严重。为了减轻PP膜的膜污染,延长使用寿命,增加过滤效率,提高PP膜的亲水性能,需要对PP膜进行改性。本文通过将丙烯和10-十一烯-1-醇进行共聚反应,在PP分子链上引入羟基,合成了不同羟基插入率的羟基化聚丙烯(PPOH),提高了PP的极性以及PP膜的表面能和亲水性能,进一步研究了不同羟基插入率的PPOH的结晶和流变性能,制备了PPOH中空纤维膜并探究了各种工艺参数对其结构和性能的影响。研究内容如下:1.不同羟基插入率的PPOH的结晶和流变性能研究。合成不同羟基插入率的PPOH,通过改变降温速率和等温结晶的温度分析了不同羟基插入率的PPOH的非等温结晶和等温结晶行为,研究了不同羟基插入率的PPOH的流变性能和亲水性能。研究表明,羟基插入率的增加会使体系的结晶度和结晶速度降低,加强异相成核的倾向,生成的晶体规整性变差。PPOH的热稳定性比PP稍差,羟基插入率为4.5%时,热分解1%的温度比PP低33.3℃;PPOH的黏度随羟基插入率的增加而增加,随剪切速率的增大逐渐降低;插入羟基后,PP膜的水接触角从104°降低至77°,有效改善了亲水性。2.PPOH初纺中空纤维膜的制备及性能研究。采用熔融纺丝-拉伸法(MS-S)制备了PPOH初纺中空纤维膜,研究不同的牵引速率和热处理温度对其结构和性能的影响。当牵引速率从1.0 m/s增加至1.6 m/s,PPOH初纺中空纤维膜的结晶度从18.3%增加至21.6%,取向因子从0.171增加至0.181。当热处理温度从90℃上升至110℃,PPOH初纺中空纤维膜的拉伸强度从27.4 MPa增加至31.6 MPa,断裂伸长率从221%增加至277%;而继续上升热处理温度至120℃时,拉伸强度下降至29.5 MPa,断裂伸长率下降至259%。在110℃下热处理后的PPOH初纺中空纤维膜的结晶度和取向度均最大,力学性能也最佳。3.PPOH中空纤维膜结构与性能的研究。改变冷拉伸比、热拉伸温度和热拉伸比制备了PPOH中空纤维膜,研究了中空纤维膜的孔径分布、孔隙率、水通量和力学性能。当冷拉伸比从15%增加至25%,PPOH中空纤维膜的孔隙率从16.2%增加至24.6%,水通量从1256.3 L·m·h增加至1760.7 L·m·h;当冷拉伸比从15%增加至20%,PPOH中空纤维膜的拉伸强度从106.3 MPa增加至122.5 MPa,再继续将冷拉伸比增加至25%则会使拉伸强度下降至116.1 Mpa。当热拉伸温度从100℃上升至110℃,PPOH中空纤维膜的孔隙率从19.2%增加至22.1%,而热拉伸温度继续上升至120℃时,孔隙率下降至21.3%;当热拉伸温度从100℃上升至120℃,PPOH中空纤维膜的水通量从1366.4 L·m·h增加至2166.2 L·m·h,拉伸强度从117.4 MPa增加至122.7 MPa。当热拉伸比从100%上升至150%,PPOH中空纤维膜的孔隙率从16.8%增加至22.1%,而继续加大热拉伸比至200%时,孔隙率下降至20.4%;当热拉伸比从100%增加至200%,PPOH中空纤维膜的水通量从1366.4 L·m·h增加至2166.2 L·m·h,拉伸强度从116.4 MPa增加至139.6 MPa。与PP中空纤维膜相比,PPOH中空纤维膜的孔直径和水通量更大,但是孔隙率与拉伸强度较低。增大热拉伸比PPOH中空纤维膜的表面更加粗糙。相比PP,相同条件下制备的PPOH中空纤维膜的孔径和水通量更大,但是孔隙率与拉伸强度较低。

关键词：中空纤维膜羟基化聚丙烯流延成型拉伸致孔

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PTFE中空纤维膜微孔结构调控技术研究进展

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功能材料 2016年第B6期47卷 38-48页

作者：刘国昌高从堦郭春刚李晓明陈江荣刘铮吕经烈中国海洋大学化学化工学院山东青岛266100 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所天津300192

从原料、工艺和后处理三方面,综述了近年来基于推压成型-拉伸法制备聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜微孔结构调控技术的研究进展。认为树脂原料是基础,压缩比决定膜内外径,分子量与膜微孔结构关系密切;工艺调节是最基本、最主要的手段,预成... 详细信息

从原料、工艺和后处理三方面,综述了近年来基于推压成型-拉伸法制备聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜微孔结构调控技术的研究进展。认为树脂原料是基础,压缩比决定膜内外径,分子量与膜微孔结构关系密切;工艺调节是最基本、最主要的手段,预成型、推压成型、热处理、拉伸致孔和烧结定型各工序及其参数能够直接影响膜微孔结构;后处理是有益补充,涂覆、物理气相沉积和包缠能够对膜表层微孔结构做进一步修饰,达到减小膜分离层孔径并最大限度保持膜的高孔隙率的目的。最后,对PTFE中空纤维膜微孔结构调控技术的发展趋势进行分析展望。

关键词：膨体聚四氟乙烯中空纤维膜微孔结构推压成型拉伸致孔后处理

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