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《探析高強(qiáng)度復(fù)合型pvdf中空纖維膜制備研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文高強(qiáng)度復(fù)合型PVDF中空纖維膜制備研究姓名:劉杰申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專(zhuān)業(yè):化學(xué)工程指導(dǎo)教師:李憑力20070101摘要本文以普通PVDF中空纖維膜為基膜,以滌綸纖維編織增強(qiáng)層,通過(guò)PVDF涂膜液涂敷的方法,制備得到了高強(qiáng)度復(fù)合型PVDF中空纖維膜,并進(jìn)行了面向工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的連續(xù)化生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)。論文研究了高強(qiáng)度復(fù)合型PVDF中空纖維膜涂膜液中PVDF濃度、PVP濃度、涂膜液涂敷溫度、凝固浴中乙醇含量以及纖維增強(qiáng)層中纖維支數(shù)對(duì)膜形貌結(jié)構(gòu)、孔隙率、平均孔徑、純水通量、爆破強(qiáng)度及斷裂拉伸強(qiáng)度的影響。研究結(jié)果表明:纖維增強(qiáng)層位于中空纖維基膜與涂層之間,三者
2、結(jié)合緊密,涂層呈較薄的致密結(jié)構(gòu)。隨著PVDF濃度的增加,高強(qiáng)度中空纖維膜平均孔徑與純水通量下降,爆破強(qiáng)度增強(qiáng),而斷裂拉伸強(qiáng)度變化較??;隨著PVP濃度的增加,平均孔徑與純水通量呈上升趨勢(shì),爆破強(qiáng)度與斷裂拉伸強(qiáng)度均隨之下降;涂膜液涂敷溫度上升,平均孔徑與純水通量逐漸降低,而爆破強(qiáng)度與斷裂拉伸強(qiáng)度則無(wú)明顯變化;凝固浴中乙醇含量增多,平均孔徑、純水通量、爆破強(qiáng)度及斷裂拉伸強(qiáng)度均呈增大趨勢(shì);纖維增強(qiáng)層中纖維支數(shù)增多,平均孔徑增大,純水通量反而下降,膜爆破強(qiáng)度與斷裂拉伸強(qiáng)度均呈近似直線關(guān)系增強(qiáng);對(duì)于孔隙率,纖維支數(shù)為控制因素,隨其增多而有較明顯的上升,其他因素影響較小。此外,
3、本文對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)所需關(guān)鍵設(shè)備一涂膜噴頭進(jìn)行了獨(dú)特設(shè)計(jì),對(duì)現(xiàn)有的線帶編織設(shè)備進(jìn)行改造,使其成為適應(yīng)本生產(chǎn)流程的纖維增強(qiáng)層編織裝置,并提出了完整的高強(qiáng)度PVDF中空纖維膜生產(chǎn)工藝流程。研究表明:利用纖維編織纖維增強(qiáng)層制備高強(qiáng)度PVDF中空纖維膜的方法切實(shí)可行,所得中空纖維膜最高斷裂拉伸強(qiáng)度達(dá)60MPa以上,爆破強(qiáng)度達(dá)0.55MPa以上,且易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。關(guān)鍵詞:聚偏氟乙稀中空纖維膜高強(qiáng)度增強(qiáng)膜纖維編織HighstrengthcompositePVDFhollowfiberswerepreparedusingcommonPVDFhollowfiberassubstr
4、atemembraneandweavingPETthreadstubularasreinforcelayer,whichwerecoatingbythePVDFsolution.Thetechnologicalprocessandkeyequipmentsfortheindustrypurposewerealsodesigned.Theeffectoffactorsinpreparationprocessonmembranemorphology,porosity,meanporesize、purewaterflux(PWF)、burstpressureandten
5、sile/rupturestrengthwerestudied,whichcontainedconcentrationofPVDFandPVPincoatingsolution、thecoatingsolutiontemperature、concentrationofethanolintheexternalcoagulationandPETthreadsnumbers.TheSEMphotographsshowthattheweavingPETtubularliedbetweenthesubstratemembraneandcoatinglayer.Thecoat
6、inglayerisverythinandcompactwhichlookedliketheskinlayerincommonPVDFhollowfibermembranes.FollowingwiththeincreaseofconcentrationofPVDFincoatingsolution,meanporesizeandPWFincreased,whileburstpressuredecreased.Tensile/rupturestrengthhadnearlynochange.Followingwiththeriseofconcentrationof
7、PVPincoatingsolution,meanporesize、PWFincreasedandburstpressure、tensile/rupturestrengthreduced.ThehighertemperatureinducedtosmallermeanporesizeandPWFincreased,butburstpressureandtensile/rupturestrengthhadnonoticeablechange.Membranemeanporesize、purewaterflux(PWF)、burstpressureandtensile
8、/rupt