聚偏氟乙烯多孔膜制备和改性研究进展.pdf

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1、第33卷第3期东北电力大学学报V0I．33．No．32013年6月JournalofNortheastDianliUniversityJun．，2013文章编号：1005—2992(2013)03—0059—05聚偏氟乙烯多孑L膜制备和改性研究进展张瑛洁，曹天静，林茹，杨榕，袁明园，岳显，张明旭2(1．东北电力大学化学工程学院，吉林吉林132012；2．辽宁华电铁岭发电有限公司化学分厂，ft．宁铁岭112000)摘要：聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜虽因其优异性质已用于社会生产的多个领域，但其性能仍不能满足人们要求，因此，PVDF多孔膜的制备和改性一直是人们关注的焦点。总结了PVDF多孔膜的制备和

2、改性研究的主要进展，重点从溶剂的选择、浸渍沉淀法、热致相转换法、表面改性和共混改性等方面进行了阐述，并指出PVDF多孔膜的亲水性和强度等方面仍将是今后一段时期内的研究重点，此外，PVDF多孔膜与催化剂相结合的催化膜也将成为水处理领域的新兴研究热点之一。关键词：聚偏氟乙烯膜；制备；改性；进展中图分类号：TQ028．8文献标识码：A膜分离技术是新兴的科学技术，膜分离过程已用于环境、电子、能源、化学等多个领域中。尽管各种膜过程其作用对象、要求和机理不尽相同，但与传统分离方式相比，拥有过程简单、常温操作、一般无相变及节省资源能耗等共同特点，这与我国当前建设资源节约型社会的目标十分一致，所以更受到相关领

3、域研究人员的关注。作为膜材料的聚偏氟乙烯(PVDF)与其它商业聚合物材料相比具有很多优点，聚合物的主链为一c—c一，周围为H、F原子，使其具有非常均衡的性能，机械强度和坚韧度高、耐热稳定性好、易进行熔体加工、耐大多数化学品与溶剂、兼有刚性的和柔韧的形态、抗紫外线和核辐射性、耐候性、耐低温，在多年的室外暴露和阳光直接照射下物理性能变化极小。正因为其性能如此优异，PVDF膜被广泛用于各种恶劣废水¨处理及特殊要求的环境中。尽管现在有关用于膜蒸馏、膜反应器以及水处理中的PVDF多孔膜的制备与研究也已有显著进展，然而，制备出满足人们需求的高性能PVDF多孔膜仍具有很大挑战性。目前多数研究致力于提高现有膜

4、的抗污染性、机械强度、亲水性等。与传统分离技术相比，膜分离技术减少总体管理费用，受到越来越多的关注。本文从溶剂的选择、浸渍沉淀法、热致相转换法、表面改性和共混改性等方面总结了PVDF多孔膜的制备及改性的研究进展，并在此基础上对PVDF多孔膜的改性研究进行了展望。1溶剂的选择有机溶剂是影响膜性能的主要因素之一，选择适当的及适量的溶剂直接影响铸膜液流变形态，从而影响聚合物与溶剂以及聚合物与聚合物之间的反应与聚合，因此不同类型的有机溶剂应慎重选择。收稿日期：2013—01—14基金项目：国家自然基金项目(50978067)；十一五水专项(2008ZX07421—002，2009ZX07424—005

5、，2009ZX07424—0O6)；吉林省科技支撑计划资助项目(20116022)；东北电力大学博士科研启动基金(BSJXM一200904)作者简介：张瑛洁(1969一)，女，吉林省吉林市人，东北电力大学化学工程学院教授，博士，主要研究方向：高级氧化、膜分离与膜催化．东北电力大学学报第33卷PVDF均聚物只溶于少数几个溶剂，已知常用并且能够较好溶解PVDF的溶剂有N，N一二甲基乙酰胺(DMAc)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)等，对于不同的膜组分，不同溶剂的成膜效果不同，其中使用最普遍的为DMAc。卞晓锴等以相转换法制备PVDF超滤膜时选用了

6、不同的溶剂，探讨了各类溶剂对膜结构和性能的影响，综合考虑了成膜的热力学和动力学过程。在铸膜液为一定比例的PVDF／PEG400／溶剂时，所采用的四种溶剂制得的膜纯水通量和水与溶剂相互扩散系数之间有良好的关联性。通量顺序为：DMSO>NMP>DMAc>DMF，由此可知，随着水与溶剂相互扩散系数的增大，膜的纯水通量会下降。Molinari等通过相转换法制备CuO催化膜时，探索了不同溶剂(DMAc、DMF和NMP)对成膜效果的影响，通过扫描电子显微镜、接触角测量和BET比表面积测试等手段对制得的膜进行表征，结果表明当添加CuO与PVDF共混制膜时，DMAc是成膜效果最好的溶剂。2PVDF多孔膜制备P

7、VDF多孔膜的制备方法多样，包括：相转换法、熔融拉伸法、烧结法、核径迹蚀刻法等，其中相转换法生产工艺灵活简单、易工业化、成本低，所以是目前制备研究中使用最多的方法。相转换法就是将制膜材料均匀溶解于溶剂后形成铸膜液，在一定条件下进行相转换，使铸膜液由液态转换为固态。相转换法中使用最多的是浸渍沉淀法，其次为热致相分离法。2．1浸渍沉淀法PVDF在一定温度下与溶剂形成均匀铸膜液，将铸膜液浸入水、酮、醇等