探索热致相分离法ipp中空纤维微孔膜的制备研究

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1、天津大学硕士学位论文热致相分离法iPP中空纤维微孔膜的制备研究姓名：刘立强申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李凭力20070601摘要中文摘要相比于较成熟的熔融．冷拉伸法，热致福分离(TIPS)法制备翦iPP貘具有渗透性能好、孔经可调、孔径分布窄、力学强度离等优点。本文以聚丙烯(iPP)为原料、丫为成腔流体、6和水分别作为凝固浴，利用热致相分离(TIPS)法制各了聚丙烯中空纤维膜，研究了聚丙烯熔融指数、冷帮速率及扩散传质对膜形态结构及性能的影晴。本文建立了膜冷却过程中溶剂蒸发和传热数学模型，通过求解传热数学模型和对其结聚的分析讨论，优化纺丝过程，班改善膜

2、的性能。结果表磺以6或水为凝固浴时，膜熬铃层豹冷鬈速率高于膜内屡，褥到嚣对称的貘结构。弓l嫣了扩散传质理论，分析讨论了成腔流体、凝固浴和制膜稀释剂之间的扩散对膜结构和性能的影响。实验孛首次便耀y为成靛流体及5为凝霾浴进行了聚丙烯中空纤维膜盼制备研究。发现以7为成腔流体时，膜的内表面结构为高度连通的纤维网络状结构，比以氮气为成腔流体得到的胞腔孔结构有了明显的改善。以6为凝固浴时膜的外表瑟为不氯剩静臆腔魏结构，孔数较多；黻泰毙凝驾浴瓣膜麓外表面主要必小照腔魏结构，且孔数较少。磷究发现随着凝固浴温度的升高，。膜的纯水通量增加，膜的平均孔径增大，但膜的爆破强度与拉伸强度

3、有所下降，抗压密性能变差。以I；s代替水俸为凝固时，可以发现膜的平均孔径变大，纯承通量、我隙率和膜强度都煮舞增麴，表麓沸点赢、传热慢虽与制貘稀释裁有一定穗容性斡溶剂作为凝固浴对提高膜的性能有利。结果表明，艿为凝固浴和水分别作为凝固时，共溶剂配眈伐对膜的性能影响不大，冷帮速率和扩散传霞速率是影晌貘续构秘性能的主要因素。绕丝速率对膜的外形尺寸和膜的纯水通量有影响，绕丝速率增加，膜的内径、外径与壁厚减小，膜的纯水通量增加。关键词：等规聚丙烯，热致相分离，成腔流体，中空纤维，微孔膜攮要ABSTRACTTheiPPmembraneviathermallyinducedph

4、aseseparation(TIPS)hasaseriesofadvantagesthanoneviameltspinning-coldstretching，suchashigherpermeability,narrowerporesizedistribution，andbettermechanicalproperties．IPPhollowfibermicroporousmembranewerepreparedsuccessfullyviathermallyinducedphaseseparation(TIPS)、】I，ithiPPasmateria、鑫and

5、waterasquenchmediumrespectively,inthiswork,anorganicliquid了Wasintroducedintotheinnerorificefirstly．TheeffectofmeltindexofiPP、coolingrateandvelocityofdiffusiononmorphologyandperformanceofiPPhollowfibermicroporousmembranewerestudied．Thematheaticsmodeltocalculateevaporationofsolventandv

6、elocityofheattransferwasproposed,inordertofmdawayforimprovingthemembranepropertiesandoptimizingthespinningprocess．Theresultindicatedthatthecoolingrateinoutersurfaceofmembraneisfasterthanthatininnersurfaceofmembrane，thus，thestructureformedofmembraneisasymmetric．Thetheoryofdiffusionand

7、masstransferWasusedforanalysingtheeffectofdiffusionandmasstransferbetweenporeoil、quenchermediumanddiluentonmorphologyandperformanceofiPPhollowfibermicroporousmembrane，IPPhollowfibermicroporousmembraneWasfirstlypreparedviathermallyinducedphaseseparation(TIPS)with丫asboreliquid、6asquenc

8、hingbath．Iti