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热致相分离法制备微孔膜的稀释剂研究进展

膜科学与技术 2022年第4期42卷 163-172页

作者：王玉杰毛恒赵之平中石化(北京)化工研究院有限公司北京100013 北京理工大学化学与化工学院北京102488

热致相分离(TIPS)法制备的微孔膜因具有孔隙率高、渗透通量大、孔径分布窄、孔径可调、机械强度高等优势而备受关注。在TIPS法制备微孔膜过程中,稀释剂的选择对相分离过程尤为重要,直接决定了微孔膜的结构与形态。本文综述了稀释剂在TIP... 详细信息

热致相分离(TIPS)法制备的微孔膜因具有孔隙率高、渗透通量大、孔径分布窄、孔径可调、机械强度高等优势而备受关注。在TIPS法制备微孔膜过程中,稀释剂的选择对相分离过程尤为重要,直接决定了微孔膜的结构与形态。本文综述了稀释剂在TIPS法制备微孔膜中的研究进展。首先介绍了稀释剂的筛选依据;其次重点阐述了稀释剂种类对所制微孔膜的形貌、结构与性能的影响;最后指出,通过结合机器学习、深度学习等技术构建精准稀释剂选择的理论模型,开发绿色、高效的稀释剂是TIPS法制备微孔膜研究的重点方向之一.

关键词：热致相分离微孔膜稀释剂膜结构筛选依据

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热致相分离法制备聚醚醚酮基泡沫及性能研究

热致相分离法制备聚醚醚酮基泡沫及性能研究

作者：孟令程吉林大学

学位级别：硕士

随着现代社会科学技术的高速发展,以通用塑料为基体的高分子多孔泡沫材料受限于基体的基本性质,已经难以满足耐高温,耐溶剂和高强度的使用需求。将综合性能优异的特种工程塑料制成泡沫,可以满足日益突出的使用需求。聚醚醚酮(PEEK)树脂... 详细信息

随着现代社会科学技术的高速发展,以通用塑料为基体的高分子多孔泡沫材料受限于基体的基本性质,已经难以满足耐高温,耐溶剂和高强度的使用需求。将综合性能优异的特种工程塑料制成泡沫,可以满足日益突出的使用需求。聚醚醚酮(PEEK)树脂具有高温、高强的特性,综合性能优异,将其制成轻量化泡沫,对高分子多孔泡沫材料的发展具有重要意义。本文采用热致相分离法(TIPS)制备了PEEK泡沫,并通过聚合物主链分子设计和碳纤维增强的方法进一步增强PEEK泡沫的耐热性和机械性能,并探讨了分子结构的改变和碳纤维引入对泡沫性能的影响规律。具体的研究工作如下:首先,将联苯结构引入了PEEK的分子结构中,得到了联苯型聚醚醚酮(PEDEK)。联苯结构的引入进一步提高了PEEK分子链的刚性,提高了PEEK的耐高温性能。同时,采用热致相分离的方法,以二苯砜为稀释剂分别制备了一系列密度可控的PEEK和PEDEK(0.13-0.25 g/cm)的微孔泡沫,泡沫的孔径均一,均为开孔结构。联苯结构的引入大大的提高了PEEK的使用温度,其玻璃化转变温度和熔点分别提高了约30℃和80℃,达到了175℃和414℃;同时,联苯结构的引入增强了PEEK泡沫在高温下的机械性能,在200℃环境下,密度为0.24 g/cm的PEDEK泡沫仍能保持近1 MPa的压缩强度。另外,PEEK和PEDEK泡沫均具有优异的耐热性和耐溶剂性,PEDEK泡沫即使在400℃下热处理2 h孔洞也不会有明显坍塌,证明其可以应用在某些极端环境中。其次,为了进一步提高泡沫的机械性能,将碳纤维(CF)作为增强材料引入PEEK基体中,通过TIPS法制备了密度约为0.20 g/cm的CF/PEEK复合泡沫,以探讨高性能PEEK基复合泡沫的可行性。通过改变CF的添加量和长度后,发现当CF长度为1 mm、添加量为1%时能够获得最高的机械性能,其在25℃、150℃和200℃下的压缩强度分别为3.28 MPa、2.18 MPa和1.23 MPa,远高于具有相似密度的PEEK泡沫,其主要是因为碳纤维的引入,增强了聚醚醚酮泡沫的支撑作用,提高了其耐热温度和机械性能。

关键词：开孔泡沫材料热致相分离聚醚醚酮联苯聚醚醚酮碳纤维复合泡沫

热致相分离法UHMWPE/HDPE微孔膜的制备及性能

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高分子材料科学与工程 2012年第12期28卷 138-141,146页

作者：顾旭郑泓周持兴俞炜上海交通大学化学化工学院流变学研究所上海200240

采用热致相分离法,以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/高密度聚乙烯(HDPE)为基体,液体石蜡(LP)为溶剂,制备得到UHMWPE/HDPE微孔膜。HDPE的加入不仅降低了体系的黏度,也同时减缓了体系结晶速度。冷却速率对微孔形态有重要影响,尤其是以较低降... 详细信息

采用热致相分离法,以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/高密度聚乙烯(HDPE)为基体,液体石蜡(LP)为溶剂,制备得到UHMWPE/HDPE微孔膜。HDPE的加入不仅降低了体系的黏度,也同时减缓了体系结晶速度。冷却速率对微孔形态有重要影响,尤其是以较低降温速率冷却时,HDPE的加入改变了微孔形态,并使孔径变大。研究表明,采用合适的配比及工艺条件,可以制备平均孔径约1μm、孔径均匀的UHMWPE/HDPE微孔膜;UHMWPE/HDPE微孔膜在135℃闭孔,在160℃薄膜依然保持原来形状而不塌缩,可见其应用于锂离子电池隔膜时耐热性能优于PP、PE隔膜及其复合膜。

关键词：超高分子量聚乙烯微孔膜热致相分离锂离子电池隔膜

热致相分离法制备聚偏氟乙烯膜及牛血清蛋白废水处理研究

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精细石油化工 2020年第4期37卷 37-41页

作者：孙岳新河北能源职业技术学院河北唐山063000

以聚偏氟乙烯(PVDF)为原料,分别选用5种不同配比二甲基酰胺、甲烷、甲醇(A、B、C、D、E)为稀释剂,以PEG400、PEG600、PEG800为添加剂,采用热致相分离法制备了聚偏氟乙烯平板膜。测试了膜的孔隙率、水通量、牛蛋白截留率,研究了不同稀释... 详细信息

以聚偏氟乙烯(PVDF)为原料,分别选用5种不同配比二甲基酰胺、甲烷、甲醇(A、B、C、D、E)为稀释剂,以PEG400、PEG600、PEG800为添加剂,采用热致相分离法制备了聚偏氟乙烯平板膜。测试了膜的孔隙率、水通量、牛蛋白截留率,研究了不同稀释剂、冷却温度、聚合物浓度、添加剂等对膜性能的影响。实验结果表明:选用A为稀释剂,PEG400为添加剂,当PVDF的含量为22%时,在凝固浴温度为40℃条件下冷却制备的膜水通量最大、对牛血清蛋白截留率测试结果表明:PVDF质量分数为22%,稀释剂为A,添加剂PEG400含量为5%,在40℃时,截留率为75.54%,截留效率比较高,可以大幅度提高废水处理的效果。

关键词：聚偏氟乙烯热致相分离稀释剂添加剂膜

热致相分离法制备聚氯乙烯微孔膜及其结构控制与性能研究

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膜科学与技术 2016年第6期36卷 36-41页

作者：闵瑛张春芳白云翔孙余凭顾瑾江南大学化学与材料工程学院无锡214122

选用二苯醚(DPE)为稀释剂,通过热致相分离(TIPS)法制备聚氯乙烯(PVC)微孔膜.从热力学和动力学两方面,研究聚合物浓度、冷却速率等因素对体系相分离行为和膜结构的影响.结果表明,在TIPS法制备PVC微孔膜的过程中,PVC/DPE体系发生液-液相分... 详细信息

选用二苯醚(DPE)为稀释剂,通过热致相分离(TIPS)法制备聚氯乙烯(PVC)微孔膜.从热力学和动力学两方面,研究聚合物浓度、冷却速率等因素对体系相分离行为和膜结构的影响.结果表明,在TIPS法制备PVC微孔膜的过程中,PVC/DPE体系发生液-液相分离,膜孔呈现典型的蜂窝状结构.聚合物浓度或冷却速率的减小,都有利于稀释剂富相液滴的生长并促进液滴尺寸的增大,进而引起膜孔径和纯水通量的增大,并导致其机械性能的减弱.

关键词：聚氯乙烯热致相分离微孔膜

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热致相分离法制备的聚苯醚微孔膜及其形态

高分子材料科学与工程 2012年第11期28卷 141-144页

作者：王加存郑泓俞炜周持兴上海交通大学化学化工学院流变学研究所上海200240

选择聚苯醚作为锂离子电池用耐高温隔离膜制备膜材料,以环己醇为溶剂,采用热致相分离法(TIPS)制备聚苯醚微孔膜。绘制了聚苯醚/环己醇体系的热力学相图,并研究了聚合物含量、冷却速度、结晶粗化时间等对最终微孔膜形态的影响。聚苯醚/... 详细信息

选择聚苯醚作为锂离子电池用耐高温隔离膜制备膜材料,以环己醇为溶剂,采用热致相分离法(TIPS)制备聚苯醚微孔膜。绘制了聚苯醚/环己醇体系的热力学相图,并研究了聚合物含量、冷却速度、结晶粗化时间等对最终微孔膜形态的影响。聚苯醚/环己醇体系冷却时存在液-液相分离区域,偏晶点约为57.5%。微孔大小随着聚合物含量与冷却速率的增大而变小。对聚苯硫醚进行了充分的晶体粗化,将产生大量大颗粒球晶,蜂窝状微孔减少。研究表明,选择合适的成膜条件及配方,可以制备具有蜂窝状微孔且孔径均匀、孔径范围为0.1μm～1μm的聚苯醚微孔膜,可适用于锂离子电池隔离膜。

关键词：聚苯醚热致相分离耐高温隔离膜膜形态锂电池

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热致相分离制膜技术研究

中国科技期刊数据库工业A 2022年第7期 0199-0201页

作者：吴继程苏州维兰德新材料有限公司江苏苏州215127

热致相分离制膜技术是某公司研发的一种制备微滤膜的新型技术方法,并且在我国申请了相关专利。膜是一种三维结构,在质量传递的过程当中能够通过多种推动力进行,并且我国通常强调膜所具备的“三维”以及“区间”概念,在国内主要利用光辐... 详细信息

热致相分离制膜技术是某公司研发的一种制备微滤膜的新型技术方法,并且在我国申请了相关专利。膜是一种三维结构,在质量传递的过程当中能够通过多种推动力进行,并且我国通常强调膜所具备的“三维”以及“区间”概念,在国内主要利用光辐射法以及延伸法、添加剂法进行制备。本文主要分析热致相分离制膜技术,并且结合实际制备情况对流延膜的生产技术及生产特点进行分析,能够在整体上促进我国热致相分离制膜技术能力的提升,获得更多的经济效益与社会效益。

关键词：热致相分离制膜技术流延膜

热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜及亲水化改性研究

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热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜及亲水化改性研究

作者：金宇涛北京化工大学

学位级别：硕士

膜分离技术具有高效率、低能耗、易于控制、过程简单等优势,已成为目前研究的热点之一。聚偏氟乙烯(Plyvinylidene fluoride,PVDF)是一种半结晶聚合物,具有热稳定性优异、机械性能好、化学稳定性优良、耐辐照性较强等优点,已经成为重要... 详细信息

膜分离技术具有高效率、低能耗、易于控制、过程简单等优势,已成为目前研究的热点之一。聚偏氟乙烯(Plyvinylidene fluoride,PVDF)是一种半结晶聚合物,具有热稳定性优异、机械性能好、化学稳定性优良、耐辐照性较强等优点,已经成为重要的制膜材料之一。相比于 NIPS(Nnsolvent-induced phase separation)法,TIP S(Termally induced phase separation)法的过程简单、易于控制,制备的PVDF膜有较高的孔隙率以及机械强度。本文选用包括二苯甲酮(DPK)、碳酸二苯酯(DPC)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等在内的9种物质作为稀释剂制备PVDF膜,并通过 Hansen 溶度参数、RED(Relative energy distance)值等来分析制得的PVDF微孔膜的结构以及聚合物/稀释剂体系的相分离过程。RED值越小,说明PVDF与稀释剂之间的相互作用越强,在降温过程中体系易于发生S-L相分离过程,微孔膜的内部趋向于球粒堆积的结构。若RED值稍高,体系相容性稍差,相分离过程由S-L相分离向L-L相分离转变,内部呈现双连续结构。在PVDF/DPK体系中引入与PVDF不相容、与DPK相互作用较强的第二稀释剂AA(Alkyl alcohol),使得体系在降温过程中由于第二稀释剂从铸膜液中的分离而发生L-L相分离过程,有效的扩宽了体系的L-L相分离区域。在一定的聚合物浓度(25wt%)条件下,通过调节二组分稀释剂的比例可以实现膜结构从球粒堆积结构到双连续结构,再到胞孔结构的转化。由于PVDF本身有较强的疏水性,易造成膜污染,所以采用一种两亲性嵌段共聚物A对其进行共混改性。通过对热性质、结构形貌、亲水性等进行表征评价确定了最佳的共混比例为10wt%。以此共混比进行中空纤维膜的制备并对其性能进行评价。改性后膜纯水通量上升90.6%而蛋白质吸附量下降40.2%,并且改性膜的亲水性有优良的稳定性。

关键词：聚偏氟乙烯热致相分离双连续结构共混亲水化改性抗污染

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热致相分离法制备聚合物微孔膜的研究进展

功能材料 2011年第12期42卷 2124-2129页

作者：陈承朱利平朱宝库徐又一浙江大学高分子科学与工程学系高分子合成与功能构造教育部重点实验室浙江杭州310027

热致相分离(TIPS)是制备聚合物微孔膜的重要方法,自发明以来一直是膜技术研究领域的热点。近年来,随着人们对其研究的深入,针对其原有的缺点进行了改进。主要体现在:(1)将TIPS与其它制膜方法(例如非溶剂致相分离法、拉伸法、超临界二氧... 详细信息

热致相分离(TIPS)是制备聚合物微孔膜的重要方法,自发明以来一直是膜技术研究领域的热点。近年来,随着人们对其研究的深入,针对其原有的缺点进行了改进。主要体现在:(1)将TIPS与其它制膜方法(例如非溶剂致相分离法、拉伸法、超临界二氧化碳法)相结合,进行制备方法的改进;(2)通过使用亲水本体材料或添加两亲共聚物,在制膜同时实现膜的亲水改性;(3)材料由结晶聚合物拓展到无定型聚合物,扩大了TIPS制膜的选材范围。就以上方面,综述了当前TIPS制备聚合物微孔膜研究领域的新进展。

关键词：热致相分离微孔膜进展