论文部分内容阅读
本文通过在铸膜液中共混无机纳米Al2O3来提高复合膜的机械性能并对铸膜液配方和制膜工艺条件进行优化，以此作为膜过渡层来制备内衬增强型中空纤维膜。而无机纳米Al2O3因为其具有小体积、高表面能和大比表面积，容易在铸膜液中发生粒子团聚，不能均匀稳定的分散，因此本文对纳米Al2O3进行有机改性来提高其在铸膜液中的分散稳定性。 本文首先用硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性无机纳米Al2O3，并对反应过程中的反应时间、温度以及KH550浓度进行优化。实验发现，当反应时间为4h，温度为80℃，KH550浓度为3％（以Al2O3质量计）时得到的改性纳米Al2O3能够在二甲基乙酰胺(DMAc)中分散均匀。 将改性以后的纳米Al2O3共混到铸膜液中，采用相转化法来制备PVDF/Al2O3复合平板膜，通过能谱(EDS)发现，Al2O3粒子能够均匀分散在复合膜中，但是团聚现象并不能完全消除。本文考察了不同Al2O3含量对复合膜结构和性能的影响，发现当改性纳米Al2O3含量为2％时，制备出的复合膜孔径较小，孔隙率较高，复合膜亲水性及机械性能都得到改善，此时复合膜的综合性能较为良好。 对制备PVDF/Al2O3复合膜过程中的凝固浴组成、温度以及溶剂挥发时间进行考察。实验发现，凝固浴中较低的DMAc浓度容易导致膜内形成大的指状孔，复合膜机械性能较差，当DMAc浓度为60％时，指状孔完全消失，并且当溶剂挥发30s，凝固浴温度为60℃时制备出来的复合膜的通量和机械性能等都达到了较为理想的结果。 最后采用干-湿法纺丝分别制备PVDF中空纤维膜、预涂覆DMAc的中空纤维膜以及含有不同过渡层的PVDF内衬增强型中空纤维膜，实验发现预涂覆DMAc和添加过渡层都能够增强中空纤维膜的爆破强度和剥离强度，并且过渡层中含有纳米Al2O3粒子时，这种影响效果更为明显。