Conception et réalisation de fibres creuses industrielles d'ultrafiltration en poly(fluorure de vinylidène) (PvDF) contenant des copolymères à blocs

摘要

Cette thèse concerne l'intégration de copolymères à blocs amphiphiles dans des fibres creuses d'ultrafiltration en poly(fluorure de vinylidène) (PvDF) fabriquées par le procédé d'inversion de phases et utilisées pour la potabilisation d'eau. Le but est d'obtenir des membranes ayant une durée de vie importante car hydrophiles, peu colmatantes et résistantes chimiquement. Le copolymère amphiphile dibloc NSP10,1 migre pendant l'inversion de phases en surface des membranes (planes ou fibres creuses) en PvDF les rendant hydrophiles (diminution de l'angle de contact eau/membrane de 15° par rapport au PvDF seul). Le NSP10,1 améliore la perméabilité des membranes (triplée) mais favorise aussi la formation de macroporosités de structure qui fragilisent mécaniquement les membranes. Pour optimiser les propriétés des fibres, nous avons ajusté et analysé l'impact des formulations de nos collodions et des paramètres opératoires sur les propriétés des fibres. L'utilisation conjointe de chlorure de lithium (LiCl) et de NSP10,1 comme additifs améliore la structure des membranes et leur perméabilité, ces fibres ayant des propriétés proches ou supérieures à celles de fibres commerciales existantes. Seul ou dans une membrane, le NSP10,1 résiste chimiquement à une hydrolyse et à l'hypochlorite de sodium. Les membranes contenant du NSP10,1 sont aussi plus résistantes chimiquement vis-à-vis d'une attaque basique qu'une membrane en PvDF seul. De manière surprenante, le NSP10,1 permet d'accélérer fortement la cinétique de coagulation, avec une diminution de 94% du temps d'induction et une vitesse de coagulation multipliée par 4,2 par rapport au PvDF seul, améliorant la productivité des membranes.