纺织学报 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (07): 8-12.doi: 10.13475/j.fzxb.20180709706

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冷却温度对聚偏氟乙烯/ 超高分子量聚乙烯共混中空纤维膜结构与性能的影响

  

  • 收稿日期:2018-07-31 修回日期:2019-04-08 出版日期:2019-07-15 发布日期:2019-07-25

Influence of cooling temperature on structure and properties of polyvinylidene fluoride / ultrahigh-molecular-weight polyethylene blends hollow fiber membrane

  • Received:2018-07-31 Revised:2019-04-08 Online:2019-07-15 Published:2019-07-25

摘要:

针对聚偏氟乙烯(PVDF)膜强度与渗透性能难以同步提高的问题,以矿物油和邻苯二甲酸二丁酯为复合稀释剂,通过热致相分离法制备了PVDF/ 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)共混中空纤维膜,探究不同冷却温度对膜形貌及孔结构的影响,并通过气通量、水通量及拉伸强力测试表征了中空纤维膜的渗透性能与力学性能。结果表明:原纤状UHMWPE 增加了PVDF 球晶聚集体的连接性;冷却温度对共混中空纤维膜的结构与性能影响显著;随着冷却温度的升高,PVDF/ 邻苯二甲酸二丁酯和UHMWPE/ 矿物油的相分离与结晶时间均延长,纤维膜的平均孔径和孔隙率增加,渗透性能改善,但大孔的出现和UHMWPE 原纤数量的减少使纤维膜的力学性能下降。

关键词: 中空纤维膜, 热致相分离法, 聚偏氟乙烯, 超高分子量聚乙烯, 冷却温度

Abstract:

In order to solve the problem of hard synchronous increase strength and permeability of polyvinylidene fluoride(PVDF) membrane, PVDF/ ultrahigh-molecular-weight polyethylene(UHMWPE) blends hollow fiber membranes were prepared by thermally induced phase separation, using mineral oil and dibutyl phthalate as mixed diluents. The influences of different cooling temperatures on the morphology and pore structure of the membrane were investigated. Permeability and mechanical properties of hollow fiber membranes were characterized by gas flux, water flux and tensile strength. The results show that fibrillar UHMWPE increases the connectivity of PVDF spherulitic aggregates. The cooling temperature has a significant influence on the structure and properties of the blends hollow fiber membrane. With the cooling temperature increases, the time of phase separation and crystallization of blends system(PVDF/ dibutyl phthalate and UHMWPE/ mineral oil) are prolonged. The average pore size and porosity of the membrane increase, which improves the membrane permeability. However, the appearance of large pores and the decrease of UHMWPE fibrils reduce the mechanical properties of the membrane.

Key words: hollow fiber membrane, thermally induced phase separation, polyvinylidene fluoride, ultrahigh-molecular-weight polyethylene, cooling temperature

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