本文關鍵詞：熱致相分離法制備氯化聚氯乙烯微孔膜及其結構與性能調(diào)控

  更多相關文章： 氯化聚氯乙烯 熱致相分離 液滴生長 微孔膜

【摘要】：氯化聚氯乙烯(CPVC)作為聚氯乙烯(PVC)的一個重要改性品種,不僅保持PVC原有的性價比高、耐腐蝕性能顯著等優(yōu)點,由于氯含量的提高,CPVC的耐熱性能和機械性能都大大提升,是一種理想的制膜材料。目前,CPVC膜的制備方法仍舊局限于非溶劑致相分離(NIPS)法,極大地制約這類膜材料的進一步發(fā)展。熱致相分離(TIPS)法作為一種簡單新穎的微孔膜制備方法,因其具有機理明確和易于控制的優(yōu)點而備受研究者的青睞。本文選用CPVC為制膜材料,分別采用TIPS法和復合熱致相分離法制備CPVC微孔膜,系統(tǒng)地研究了成膜過程中不同影響因素對體系相分離行為和膜結構與性能的影響,為TIPS法制備CPVC微孔膜提供理論基礎。本文主要研究內(nèi)容和結論如下:(1)選用二苯醚(DPE)為稀釋劑,采用TIPS法成功制備CPVC微孔膜,通過濁點測定、液滴生長和凝膠動力學實驗,系統(tǒng)地研究成膜體系的熱力學性質(zhì)和動力學過程,并從理論方面解釋聚合物濃度和冷卻速率對膜結構與性能的影響。TIPS法制膜過程中,CPVC/DPE體系主要發(fā)生液-液相分離和凝膠化轉變,所制CPVC微孔膜呈蜂窩狀孔結構。當CPVC/DPE體系溫度降至其濁點溫度時,均一溶液發(fā)生液-液相分離,形成稀釋劑富相的液滴相和聚合物富相的連續(xù)相;當溫度降至其凝膠溫度時,聚合物富相發(fā)生凝膠化轉變,相分離過程終止。聚合物濃度或冷卻速率的降低能夠減小成膜體系粘度、延長相分離時間,都明顯有利于液滴相的生長,并促進液滴直徑和膜孔徑的增大,進而引起微孔膜純水通量的提高及其機械性能的減弱。在CPVC膜的穩(wěn)定性測試中,所制膜表現(xiàn)出良好的耐腐蝕性能。(2)為了改善膜結構、提升膜性能,選擇聚乙二醇(PEG)作為CPVC/DPE體系的添加劑,采用TIPS法制備CPVC微孔膜,并著重考察PEG分子量及添加量對CPVC/DPE/PEG體系相分離行為和膜結構影響。PEG的加入明顯降低了聚合物與稀釋劑體系之間的相容性,但PEG的加入并沒有改變體系的相分離機理,成膜過程中仍是發(fā)生液-液相分離和凝膠固化。隨著PEG分子量或添加量的增加,CPVC/DPE/PEG體系的濁點向高溫方向移動,有利于大尺寸液滴的形成,進而引起CPVC膜孔徑的增大,膜中閉孔結構不斷減少,膜孔之間的貫通性得到改善,并促進膜透水性能和機械性能的提升。(3)選用DPE和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作為混合稀釋劑,采用復合熱致相分離法制備CPVC微孔膜,并探討稀釋劑比例、聚合物濃度以及冷卻浴種類對膜結構與性能的影響。結果表明,隨著DPE含量的提高,CPVC/DPE/DMF體系的相分離機理從單純的NIPS轉變?yōu)橐訲IPS過程為主,相應的膜結構實現(xiàn)從指狀大孔到蜂窩狀孔的轉變。通過改變冷卻浴的種類可以改變成膜體系的相分離機理,以水為冷卻浴時,體系中TIPS和NIPS過程相繼發(fā)生;以乙醇為冷卻浴時,TIPS和NIPS過程同時發(fā)生,有利于膜表面微孔的形成。
【關鍵詞】：氯化聚氯乙烯 熱致相分離 液滴生長 微孔膜
【學位授予單位】：江南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 引言10
• 1.2 膜分離過程10-11
• 1.3 聚合物微孔膜的制備方法11-14
• 1.3.1 非溶劑致相分離（NIPS）法11-12
• 1.3.2 熱致相分離（TIPS）法12-13
• 1.3.3 復合熱致相分離法13-14
• 1.4 TIPS相分離機理14-18
• 1.4.1 液-液相分離熱力學14-16
• 1.4.2 液-液相分離動力學16-17
• 1.4.3 固-液相分離17-18
• 1.4.4 凝膠固化18
• 1.5 氯化聚氯乙烯（CPVC）的概況18-20
• 1.5.1 CPVC的物理性質(zhì)18-19
• 1.5.2 CPVC的熱穩(wěn)定性19-20
• 1.5.3 CPVC膜的研究現(xiàn)狀20
• 1.6 本文立題依據(jù)及研究內(nèi)容20-22
• 1.6.1 立題依據(jù)20-21
• 1.6.2 研究內(nèi)容21-22
• 第二章 實驗部分22-26
• 2.1 實驗材料與儀器22-23
• 2.1.1 實驗材料與試劑22
• 2.1.2 實驗儀器與設備22-23
• 2.2 聚合物微孔膜的制備23
• 2.2.1 TIPS法制備聚合物微孔膜23
• 2.2.2 復合熱致相分離法制備聚合物微孔膜23
• 2.3 相圖的繪制23-24
• 2.4 液滴生長動力學的測定24
• 2.5 凝膠動力學的測定24
• 2.6 粘度的測定24
• 2.7 聚合物微孔膜的表征24-26
• 2.7.1 衰減全反射傅里葉紅外光譜分析24
• 2.7.2 微觀形貌的觀測24
• 2.7.3 孔隙率的測定24-25
• 2.7.4 純水通量的測定25
• 2.7.5 機械性能的測定25
• 2.7.6 耐腐蝕性能的測定25-26
• 第三章 TIPS法制備CPVC微孔膜及其結構與性能調(diào)控26-38
• 3.1 引言26
• 3.2 稀釋劑的選擇26-27
• 3.3 CPVC/DPE體系的熱力學相圖27-28
• 3.4 CPVC/DPE體系的相分離動力學28-31
• 3.4.1 液滴生長動力學分析28-30
• 3.4.2 凝膠動力學分析30-31
• 3.5 CPVC微孔膜的結構31-34
• 3.5.1 聚合物濃度的影響31-32
• 3.5.2 冷卻浴溫度的影響32-34
• 3.6 CPVC微孔膜的性能34-37
• 3.6.1 膜的純水通量和孔隙率34-35
• 3.6.2 膜的機械性能35-36
• 3.6.3 膜的耐腐蝕性能36-37
• 3.7 本章小結37-38
• 第四章 添加聚乙二醇制備CPVC微孔膜及其結構與性能調(diào)控38-52
• 4.1 引言38
• 4.2 CPVC/DPE/PEG體系的相圖38-41
• 4.3 液滴生長動力學分析41-44
• 4.3.1 PEG分子量的影響41-42
• 4.3.2 PEG添加量的影響42-43
• 4.3.3 聚合物濃度的影響43
• 4.3.4 冷卻速率的影響43-44
• 4.4 CPVC微孔膜的結構44-47
• 4.4.1 PEG分子量的影響44-45
• 4.4.2 PEG添加量的影響45
• 4.4.3 聚合物濃度的影響45-46
• 4.4.4 冷卻速率的影響46-47
• 4.5 CPVC微孔膜的純水通量和孔隙率47-48
• 4.6 CPVC微孔膜的機械性能48-50
• 4.7 PEG的殘留50-51
• 4.8 本章小結51-52
• 第五章 復合熱致相分離法制備CPVC微孔膜及其結構與性能調(diào)控52-62
• 5.1 引言52
• 5.2 稀釋劑的選擇52-53
• 5.3 稀釋劑比例對膜結構與性能的影響53-56
• 5.3.1 稀釋劑比例對膜結構的影響53-55
• 5.3.2 稀釋劑比例對純水通量和孔隙率的影響55-56
• 5.3.3 稀釋劑比例對膜機械性能的影響56
• 5.4 聚合物濃度對膜結構與性能的影響56-59
• 5.4.1 聚合物濃度對膜結構的影響56-58
• 5.4.2 聚合物濃度對純水通量和孔隙率的影響58
• 5.4.3 聚合物濃度對膜機械性能的影響58-59
• 5.5 冷卻浴種類對膜結構與性能的影響59-60
• 5.5.1 冷卻浴種類對膜結構的影響59-60
• 5.5.2 冷卻浴種類對純水通量和孔隙率的影響60
• 5.5.3 冷卻浴種類對膜機械性能的影響60
• 5.6 本章小結60-62
• 第六章 全文結論與展望62-64
• 6.1 全文結論62-63
• 6.2 展望63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻65-72
• 附錄: 作者在攻讀碩士學位期間研究成果72

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張振宇;彭宗林;張隱西;;非對稱性聚合物微孔膜研究進展[J];塑料工業(yè);2007年08期

2 王道登;孫建中;周其云;;工藝條件對LLDPE/POE/CaCO_3微孔膜的孔結構及防水透濕性能的影響[J];功能高分子學報;2008年01期

3 徐凱;張師軍;;透氣微孔膜制備方法及透氣機理的研究進展[J];合成樹脂及塑料;2009年05期

4 吳秋林,吳邦明;微孔膜結構與抗堵性能研究[J];膜科學與技術;1993年04期

5 姚義;微孔膜加工工藝及其應用[J];塑料科技;1994年04期

6 丁月萍;;微孔膜折疊濾芯的一種新型焊接方法及設備研發(fā)應用[J];民營科技;2013年12期

7 張軍,王曉琳,駱峰,許仲梓,溫建志;熱誘導相分離法制備低密度聚乙烯微孔膜——(Ⅱ)動力學因素對微孔膜結構的影響[J];高分子材料科學與工程;2005年05期

8 劉葭;丁治天;劉正英;楊偉;馮建民;楊鳴波;;分子量對聚丙烯拉伸微孔膜結構的影響[J];高分子材料科學與工程;2011年02期

9 趙陽;王乾乾;王全杰;;聚氨酯微孔膜改性的研究進展[J];西部皮革;2011年16期

10 田春霞,苑會林;防水透氣微孔膜[J];塑料;1998年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉思俊;周持興;俞煒;;超高分子量聚乙烯微孔膜的制備[A];2010年全國高分子材料科學與工程研討會學術論文集（下冊）[C];2010年

2 黃正德;劉永輝;侯龍;;離子微孔膜的應用及研究[A];固體核徑跡論文集——第八屆全國固體核徑跡學術會議論文集[C];2004年

3 劉思俊;俞煒;周持興;;成核劑對超高分子量聚乙烯微孔膜的影響[A];2011年全國高分子學術論文報告會論文摘要集[C];2011年

4 趙幸;;微孔透氣膜的發(fā)展[A];中國包裝技術協(xié)會塑料包裝委員會第六屆委員會年會暨塑料包裝新技術研討會論文集[C];2002年

5 姚之侃;石俊黎;王婷;朱寶庫;徐又一;;熱致相分離法制備聚乙烯/聚(4-甲基-1-戊烯)共混微孔膜[A];第四屆中國膜科學與技術報告會論文集[C];2010年

6 蔡啟;雷彩紅;徐睿杰;胡冰;;橫向拉伸對聚丙烯微孔膜結構與性能的影響[A];2013廣東材料發(fā)展論壇——戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展與新材料科技創(chuàng)新研討會論文摘要集[C];2013年

7 張春芳;朱寶庫;徐又一;;熱致相分離法制備超高分子量聚乙烯微孔膜[A];第六屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（7）[C];2007年

8 李雪梅;李戰(zhàn)勝;何濤;;雙層刮膜法制備親水微孔膜[A];第三屆中國膜科學與技術報告會論文集[C];2007年

9 鄭細鳴;萬靈書;仰云峰;徐志康;;聚丙烯微孔膜表面荷負電改性及其抗污染性研究[A];第四屆中國膜科學與技術報告會論文集[C];2010年

10 徐睿杰;雷彩紅;蔡啟;;拉伸速度對聚丙烯微孔膜成孔性能的影響[A];2013年全國高分子學術論文報告會論文摘要集——主題N：高分子加工與成型[C];2013年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王光毅;10-100 keV質(zhì)子在PC絕緣體微孔膜中的輸運[D];蘭州大學;2015年

2 張春芳;熱致相分離法制備聚乙烯微孔膜的結構控制及性能研究[D];浙江大學;2006年

3 許穎;聚砜類微孔膜的制備、結構控制與應用[D];浙江大學;2006年

4 周婧;熱致相分離法制備親水性微孔膜及其改性研究[D];復旦大學;2009年

5 劉思俊;超高分子量聚乙烯相分離及微孔膜制備的研究[D];上海交通大學;2013年

6 仰云峰;聚丙烯微孔膜的表面親水化及其抗污染性能研究[D];浙江大學;2010年

7 王俊;10～18keV O~-負離子與絕緣體微孔膜相互作用的研究[D];蘭州大學;2009年

8 計根良;熱致相分離法制備PVDF微孔膜的結構控制與性能研究[D];浙江大學;2008年

9 宇海銀;聚丙烯微孔膜表面的抗污染性改性研究[D];浙江大學;2006年

10 劉富;PVDF、PVC微孔膜親水化改性的研究[D];浙江大學;2007年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐佳麗;熔融拉伸法制備聚丙烯微孔膜的原位小角X射線散射研究[D];石河子大學;2014年

2 崔營營;微孔膜機械性能與熱穩(wěn)定性能的數(shù)值分析[D];大連理工大學;2015年

3 陳賢德;熔體拉伸聚丙烯微孔膜的制備及性能研究[D];廣東工業(yè)大學;2016年

4 馮栓虎;綠色熱致相分離法制備PVDF微孔膜[D];天津工業(yè)大學;2016年

5 費久慧;WBPU/PVA復合微孔膜結構控制及應用研究[D];蘇州大學;2016年

6 章世林;基于膽酸分子兩親性的聚丙烯微孔膜表面改性[D];浙江大學;2015年

7 閔瑛;熱致相分離法制備氯化聚氯乙烯微孔膜及其結構與性能調(diào)控[D];江南大學;2016年

8 王道登;LLDPE/POE/CaCO_3防水透濕微孔膜及多層復合膜研究[D];浙江大學;2007年

9 尉麗峗;共聚改性聚丙烯腈微孔膜制備和分離性能的研究[D];浙江大學;2006年

10 羅本U，

本文編號：1035420