聚氯乙烯中空纖維膜的研制

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膜科學(xué)與技術(shù)聚氯乙烯中空纖維膜的研制王軍奚旦立徐大同邵丹（東華大學(xué)環(huán)境工程系，上海200051））為原料，N―甲基一2吡咯烷酮（NMP）作溶劑，研究PVC/NMP體系的枯度與溶解溫度和PVC含量的關(guān)系。定性分析了紡絲細(xì)流中的溶劑擴(kuò)散與中空纖居膜結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。同時(shí)，通過紡絲動(dòng)力學(xué)原理討論了紡絲工藝參數(shù)對(duì)膜性能的影響。文中描述的聚氯乙烯中空纖居膜的最大透水率為80mLAcm2-h），截留率85%~95%（截留牛血青蛋白分子量為67000）?！　【勐纫蚁┚哂辛己玫幕瘜W(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能，將聚氯乙烯均聚物溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲兴频玫耐繉?，能?jīng)受酸、堿、鹽水、油類、酯類、食品、腐蝕性氣體和大氣的老化。另外，聚氯乙烯成膜性能也較好，且價(jià)廉易得，因此，在制膜材料中脫穎而出，引起了人們的普遍關(guān)注?！　〖柞０罚w系通過相轉(zhuǎn)化法形成聚氯乙烯平板微濾膜的過程進(jìn)行了研究，他們的研究表明，聚氯乙烯微濾膜的結(jié)構(gòu)主要由聚合物溶液的流動(dòng)性控制的，與其它鑄膜條件，如蒸發(fā)時(shí)間、相對(duì)濕度等沒有太大的關(guān)系。高以武冠英等的方法。即先精確測(cè)得聚氯乙烯中時(shí)，聚氯乙烯溶液出現(xiàn)凍膠，即體系的粘度為無窮大。將溫度、組成與粘度相關(guān)聯(lián)，其關(guān)聯(lián)式如式（4）所示：時(shí)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Ti為任意溫度；C為溫度為Ti下的18時(shí)，常數(shù)A，B與組成的關(guān)系：空纖維膜的表觀密度Pm，再與其真密度相比較。聚氯乙烯中空纖維膜的真密度就是聚氯乙烯的密度Ppvc.聚氯乙烯中空纖維膜的孔隙率由下式計(jì)算：2結(jié)果與討論1聚氯乙烯溶液的粘度聚合物溶液的粘度，在紡絲工藝中是一個(gè)重要的工藝參數(shù)，粘度太大或太小，都會(huì)導(dǎo)致紡絲細(xì)流的不穩(wěn)定，從而影響中空纖維膜的性能。因此在紡絲之前，對(duì)聚合物溶液體系的粘度充分的了解是非常必要的。在溶劑一定的情況下，影響聚氯乙烯溶液粘度的因素有兩個(gè)，即聚氯乙烯的百分含量和它的溶解溫度。是PVC/NMP體系的粘度隨聚氯乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)及溶解溫度的變化情況?！　∮煽梢姡S著聚氯乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大及溶解溫度的降低，聚氯乙烯溶液的粘度增大……　　當(dāng)其他紡絲條件，如干紡程、卷繞速度、芯液流表1擠出體積流量對(duì)膜性能的影響擠出體積流量/（mL°min壁厚/mm截留率/%孔隙率/%膜的有效厚度/mm（1）卷繞裝置給紡絲細(xì)流的拉伸力Ft；（2）紡絲能使聚合物分子向擂I列更加緊密，從趾細(xì)流自身的重力g；3）使紡絲產(chǎn)生厲度的慣性從表1中可看出，當(dāng)擠出體積流量增大時(shí)，中空纖維的外徑、壁厚、孔隙率和截留率均增大，而透水率減小。中空纖維外徑和壁厚的變化可用連續(xù)性條件來解釋，紡絲過程中的連續(xù)性條件如下t1（）：分別為噴絲頭的外徑和內(nèi)徑；P為噴出細(xì)流密度；Vo，V分別為擠出速度和紡絲細(xì)流的運(yùn)動(dòng)速度。當(dāng)擠出速度增大而紡絲細(xì)流的運(yùn)動(dòng)速度不變時(shí)，為滿足連續(xù)性條件，式（6）左邊項(xiàng)n（R2空纖維的壁厚增大。由于芯液流量不變，因此中空纖維內(nèi)徑不變，所以中空纖維膜外徑增大?！　≈锌绽w維膜的透水率和截留率隨擠出體積流量的變化情況與的結(jié)果一致。透水率隨著中空纖維膜壁厚的增大而減小?！　≡诩徑z過程中紡絲細(xì)流受到的力主要有以下幾力Fin；（4）紡絲細(xì)流同周圍介質(zhì)產(chǎn)生的摩擦力Ff；（5）紡絲細(xì)流本身的表面張力Fs；（6）紡絲細(xì)流內(nèi)分子鏈的流變阻力Fr紡絲細(xì)流上任一點(diǎn)的作用力滿足上述幾個(gè)力間的平衡：距噴絲頭L處卷繞設(shè)備所產(chǎn)生的外部張力Ft的表達(dá)式為：高以，趙玉琴，呂秀開，等。聚氯乙烯（PVC）超濾膜及工業(yè)化。北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1992，（2）80~87.高以，馬炳倫，李佩衍，等。聚氯乙烯超過濾膜性能的穩(wěn)定化。水處理技術(shù)1998高以，趙玉琴。聚氯乙烯超濾膜及其穩(wěn)定性。環(huán)境武冠英，孫本惠，戴衛(wèi)國(guó)，等。鑄膜液結(jié)構(gòu)對(duì)聚氯乙烯超濾膜性能的影響。水處理技術(shù)1988（5）271~277.許振良，翟曉東，陳桂娥。高空隙率聚偏氟乙烯中空纖維超濾膜的研究。膜科學(xué)與技術(shù)2000（4）10~13.王貴恒主編，高分子材料成型加工原理。北京：科學(xué)