热处理法制备低蠕变PTFE微孔膜及其膜蒸馏性能研究

摘要

聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜由于具有优异的耐溶剂、耐高温、耐腐蚀等特性，广泛应用于密封、膜蒸馏等领域。然而，PTFE分子链高度对称，分子链间作用力小，导致PTFE微孔膜易蠕变，不利于膜蒸馏性能。
　　本文通过热处理法改善PTFE微孔膜抗蠕变性能，研究热处理参数（淬火温度、退火温度、淬火时间、退火时间）对结晶度、取向度、力学性能、蠕变性能、膜蒸馏性能的影响，并探讨其中的内在关系，为制备抗蠕变性能优良的PTFE微孔膜提供理论基础。
　　主要的研究内容及结论如下:
　　(1)SEM、DSC、声速纤维取向测量仪、万能材料试验机、DMA等研究表明:随热处理温度的升高，淬火试样结晶度先增加后减小，退火试样结晶度先减小，后增加，再减小，两种试样的取向度都逐渐增加，受结晶和取向的影响，两种试样的初始模量和断裂强度逐渐增大，而断裂伸长率逐渐减小，且蠕变量先减小后增加，当热处理温度为320℃时，两种试样的蠕变量最小，此时抗蠕变性能最好。
　　(2)随热处理时间的延长，两种试样的结晶度先减小后增加，取向度逐渐增加，受结晶和取向的影响，两种试样的初始模量和断裂强度逐渐增大，而断裂伸长率逐渐减小，且蠕变量逐渐减小，即抗蠕变性逐渐增强，当热处理时间过长时，对蠕变性能影响较小。原样、淬火试样和退火试样三者相比，退火试样强度高，韧性好，且抗蠕变性能最好。因此，改善抗蠕变性能最佳工艺为:在320℃，保温10min，退火处理。
　　(3)孔径分布仪和压汞仪研究表明:随着热处理温度的升高，两种试样的平均孔径、孔隙率、产水通量先增大后减小，而脱盐率无明显变化。热处理温度为320℃时，两种试样的平均孔径、孔隙率、产水通量达到最大值。原样、淬火试样和退火试样三者相比，退火样品的平均孔径、孔隙率、产水通量最大。
　　(4)随着热处理时间的延长，两种试样的平均孔径、孔隙率、产水通量逐渐增大，而脱盐率无明显变化，当热处理时间过长时，对膜蒸馏的性能影响较小。所以最佳热处理条件为:在320℃，保温10min，退火处理。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 PTFE的结构和性能

1．1．1 PTFE的分子结构

1．1．2 PTFE的性质

1．2 PTFE的成型加工

1．2．1 悬浮聚合聚四氟乙烯的加工方法

1．2．2 乳液聚合分散聚四氟乙烯的加工方法

1．2．3 乳液聚合聚四氟乙烯分散液的加工方法

1．2．4 聚四氟乙烯的二次加工

1．3 聚四氟乙烯的应用

1．3．1 PTFE在医药方面的应用

1．3．2 PTFE在电子电气方面的应用

1．3．3 PTFE在防粘方面的应用

1．3．4 PTFE在润滑方面的应用

1．4．2 蠕变的影响因素

1．5 聚四氟乙烯蠕交研究进展

1．5．1 填充改性

1．5．2 聚四氟乙烯树腊的改性

1．5．3 共混改性

1．6 膜蒸馏

1．6．1 直接接触式膜蒸馏

1．6．2 空气间隙膜蒸馏

1．6．3 减压蒸馏

1．6．4 气扫式膜蒸馏

1．7 本文的主要研究目的、意义和内容

1．7．1 本文的主要研究目的、意义

1．7．2 本文的主要研究内容

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验材料及仪器

2．2．2 样品的制备

2．2．3 测试表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 PTFE表面形貌的分析

2．3．2 热处理温度对PTFE微孔膜结晶度的影响

2．3．3 热处理对PTFE微孔膜取向度的影响

2．3．4 热处理对力学性能的影响

2．3．5 热处理对蠕变性能的影响

2．4 本章小结

第三章 热处理PTFE微孔膜用于VIVID脱盐性能的研究

3．2．2 测试及表征

3．3 结果与讨论

3．3．1 热处理温度对PTFE膜结构的影响

3．3．2 热处理对VMD性能的影响

3．4 本章小结

4．1 结论

4．2 展望

参考文献

硕士期间发表论文

致谢