热致相分离法制备亲水性乙烯-丙烯酸共聚物微孔膜的结构控制

摘要

该章选用具有亲水性和疏水性基团的乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)为制备微孔膜的结构材料,重点探讨了热致相分离法制备微孔膜时,体系稀释剂和萃取剂的选取,研究了稀释剂和萃取剂对微孔膜结构的影响,结果表明,稀释剂和萃取剂的选择是膜结构控制的影响因素之一.在选定DOP为体系的稀释剂之后,作出了EAA3003/DOP体系的热力学相图,从热力学和动力学两个方面对膜结构控制进行了研究.为了通过比较上述实验结果,进一步阐明上述实验的结论,该文同样对疏水性聚合物-高密度聚乙烯(HDPE)体系的结构控制(从稀释剂、热力学因素、动力学因素三方面)进行了研究.此外,用浓度梯度法初步制备了不对称膜.该文的主要结论有:在高温(180℃)和具有低剪切力的机械搅拌作用下,植物油(大豆油、芝麻油、花生油、芥花子油)、邻苯二甲酸二乙基己酯(DOP)、二苯醚(DPE)等可以做为热致相分离法制备EAA体系的稀释剂.分别选用七种不同的萃取剂萃取稀释剂,研究了萃取剂对EAA微孔膜结构的影响.由热力学相图可以看出EAA3003/DOP体系为弱相互作用体系,存在一偏晶点,大约在EAA浓度为35Wt％,当体系大于35％时,体系发生固—液相分离,为成核与生长机理.在高温(180℃)和具有低剪切力的机械搅拌作用下,正二二醇、花生油、芥花子油等均可以单一作为热致相分离法制备HDPE体系的稀释剂.采用浓度梯度法对EAA不对称微孔膜进行了初步探讨,除了上表面,每张电镜照片都有球晶结构的生成,从上表面的电镜照片可以看出,在蒸发时间为0秒时,膜的上表面结构已为皮层,而没有得到所需要的疏松多孔结构,这是由于该装置的密封性较差的原因造成的.

目录

摘要

ABSTRACT

第一章文献综述

1.1绪论

1.2 TIPS法的最新研究进展

1.3高分子膜结构控制研究进展

1.3.1对称膜的结构控制

1.3.2非对称膜结构的控制

1.4微滤膜结构表征的研究进展

1.4.1扫描电子显微镜(SEM)

1.4.2原子力显微镜(AFM)

1.4.3泡点法

1.4.4湿干流动法

1.4.5汞注入法

1.4.6渗透率法

1.4.7液体置换法

1.4.8残留时间分布法

1.4.9共焦扫描激光显微镜(confocal scanning laser microscopy,CSLM)

1.4.10核磁共振(NMR)

1.5参考文献

第二章稀释剂和萃取剂对EAA微孔膜结构的控制

2.1前言

2.2实验部分

2.1.2实验原料

2.2.2实验仪器与设备

2.2.3实验方法

2.2.4测试与表征

2.3结果与讨论

2.3.1稀释剂的选取

2.3.2不同稀释剂体系的热力学相图

2.3.3稀释剂品种对膜结构的影响

2.3.4萃取剂对膜结构的控制

2.3.5干燥时间对膜结构的控制

2.4结论

2.5参考文献

第三章热力学因素和动力学因素对EAA微孔膜结构的控制

3.1前言

3.2 TIPS法相平衡热力学原理

3.2.1液-液相分离

3.2.2固-液相分离

3.2.3综合平衡相图

3.3 TIPS相分离动力学原理

3.4实验部分

3.4.1实验原料

3.4.2实验方法

3.5结果与讨论

3.5.1 EAA3003/DOP体系的热力学相图

3.5.2聚合物浓度对膜结构的控制

3.5.3丙烯酸含量对膜结构的控制

3.5.4粗化时间对膜孔结构的控制

3.5.5淬冷温度对膜孔结构的控制

3.6结论

3.7参考文献

第四章EAA非对称膜的结构控制

4.1前言

4.2实验部分

4.2.1主要原料

4.2.2仪器与设备

4.2.3非对称结构膜制备

4.2.4测试与表征

4.3结果与讨论

4.4结论

4.5参考文献

第五章TIPS法制备疏水性HDPE微孔膜结构控制的初探

5.1前言

5.2实验部分

5.2.1主要原料

5.2.2仪器与设备

5.2.3测试与表征

5.2.5相图的绘制

5.3结果与讨论

5.3.1 HDPE体系稀释剂的选取

5.3.2稀释剂对膜结构的控制

5.3.3浓度对膜结构的控制

5.3.4 HDPE牌号对膜结构的影响

5.3.5粗化时间对膜结构的控制

5.3.6成核剂种类对膜结构的影响

5.3.7成核剂用量对膜结构的控制

5.4结论

5.5参考文献

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢