【摘要】：隨膜分離技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,對膜材料要求越來越高。目前,商品化膜材料主要為聚砜類、聚酰胺類、聚酯類及含氟聚合物類,這些聚合物膜材料在使用廢棄后如不能回收與再利用,會造成環(huán)境污染和資源浪費。可降解性聚乳酸(PLA)憑借其加工成型性良好、可塑性強、生物相容性良好等特點而引起廣泛關(guān)注。本研究以PLA為成膜聚合物,采用非溶劑致相分離法(NIPS)制備了二氧化硅(Si02)/PLA雜化平板膜,進而,以纖維編織管為增強體,制備了編織管增強型PLA中空纖維膜。以PLA為成膜聚合物,親水納米SiO2為添加劑,采用NIPS法制備了Si02/PLA雜化平板膜,探討了納米Si02對雜化膜結(jié)構(gòu)與性能的影響。結(jié)果表明,隨納米Si02含量增加,橫截面指狀孔尺寸、表面膜孔徑及孔隙率先增大后減小;納米Si02的加入提高了雜化膜結(jié)晶度和熱穩(wěn)定性;添加適量納米Si02,可有效改善雜化膜力學(xué)性能;隨納米Si02含量增加,雜化膜純水通量先增大后減小,最大為847.5 L.m-2.h-1,牛血清蛋白(BSA)截留率先減小后變大,最大為95%;雜化膜親水性及抗污染性能明顯改善,水接觸角由83.7°減小為25.6°,通量恢復(fù)率為由52.6%提高到91%。分別以PLA纖維和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET纖維)編織管為增強體,PLA為表面分離層,不同分子量聚乙二醇(PEG)為致孔劑,制備了同質(zhì)(PLA纖維)和異質(zhì)(PET纖維)編織管增強型PLA中空纖維膜。結(jié)果表明,隨PEG分子量增加,同質(zhì)編織管增強型PLA中空纖維膜外表面趨于致密;隨PEG分子量增加,純水通量先增大后減小,最大為135.8 L·m-2·h-1,BSA截留率先增至一定值后基本保持穩(wěn)定,最大為96.1%;膜親水性及抗污染性能得到改善,通量恢復(fù)率由30%提高到77.2%;同質(zhì)編織管增強型PLA中空纖維膜具有優(yōu)異的力學(xué)性能,拉伸斷裂強度約為15 MPa,爆破強度約為0.6 MPa。與異質(zhì)編織管增強型PLA中空纖維膜相比,同質(zhì)編織管增強型PLA中空纖維膜不僅具有突出的軸向抗張性能,而且分離層與增強體之間具有良好的界面結(jié)合,避免了異質(zhì)編織管增強型PLA中空纖維膜在使用過程中界面滑脫或分離現(xiàn)象的發(fā)生。
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ051.893
【圖文】：

圖１－２非溶劑致相分離法膜固化過程示意圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｍｅｍｂｒａｎｅ邋ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｂｙ邋ＮＩＰＳ邋ｍｅｔｈｏ致相分罔法（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ邋ｉｎｄｕｃｅｄｐｈａｓｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎ，ＴＩＰＳ）最早由邋Ａ．邋Ｊ．邋Ｃ一

通量大的聚合物中空纖維膜為基膜，通過一個內(nèi)徑略大于基膜外徑的噴絲孔，將逡逑鑄膜液均勻的刮涂在基膜表面，然后共同浸入非溶劑凝固浴中固化成型形成分離逡逑層，即得到雙層復(fù)合中空纖維膜（如圖１－３所示）。根據(jù)基膜與分離層材質(zhì)差異，逡逑可以分為同妨增強型（Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ－ｒｅｉｎｆｏｒｅｅｄ）和異質(zhì)增強型（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ－逡逑ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ）中空纖維膜。逡逑＿＿逡逑（ａ）橫截面（ｘ６０）邐（ｂ）橫截面局部放大（ｘ３００）逡逑圖１－３雙層復(fù)合中空纖維膜橫截面形貌逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－３邋Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ邋ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ邋ｏｆ邋ｄｕａｌ－ｌａｙｅｒ邋ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ邋ｈｏｌｌｏｗ邋ｆｉｂｅｒ邋ｍｅｍｂｒａｎｅ逡逑劉建立等［６１１以ＴＩＰＳ法制備的ＰＰ等中空纖維膜為基膜，對基膜進行潤濕處逡逑理，將聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）鑄膜液均勻涂覆在基膜表面，固化后得到增強型ＰＶＤＦ逡逑８逡逑

后對膜表面拍照并測定接觸角大小，每組樣品測５次并取平均值。逡逑２．２．９?jié)B透性能逡逑在室溫下，用實驗室自制水通量儀（圖２－１）在０．１邋ＭＰａ壓力下測定膜純水逡逑通量（ＰＷＦ）。預(yù)壓２０ｍｈｉ后，測量一定時間內(nèi)透過單位膜面積的純水體積，純逡逑水通量計算公式（２－３）如下：逡逑Ｊ邋＝邋—邐（２－３）逡逑Ａｔ逡逑式中，■／為純水通量，（ＬｗＭｒ１）；邋ｄ為膜有效面積，（ｍ２）；（為測試時間，（ｈ）；逡逑Ｆ為？時間內(nèi)透過水體積，（Ｌ）。逡逑邐邋邐Ｍ邐逡逑Ｖａｌｖｅ逡逑Ｖ邐／逡逑Ｆｅｅｄ邋ｓｏｌｕｔｉｏｎ逡逑Ｑ逡逑Ｗ邋Ｆｌａｔ邋ｓｈｅｅｔ邋ｍｏｕｌｄ逡逑——；逡逑Ｌ邐＾邋Ｍａｎｏｍｅｔｅｒ邐、邐－逡逑Ｐｕｍｐ邐Ｐｅｒｍｅａｔｅ逡逑圖２－１平板膜滲透通量測試示意圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｐｅｒｍｅａｔｅ邋ｆｌｕｘ邋ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ邋ｆｏｒ邋ｓｈｅｅｔ邋ｍｅｍｂｒａｎｅ逡逑２０逡逑

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