30 膜 科 学 与 技 术第29卷
发生浊度突变的去离子水量定义为沉淀值[4],沉淀值越低,体系越不稳定,越容易发生相分离.对于结晶性PVDF,沉淀值越低,体系更易发生液固分相(结晶化).1.3 成膜过程中沉淀速度的测定
成膜过程中聚合物沉淀速度的测定采用光透射仪.测试原理是当铸膜液膜浸入凝固浴后,铸膜液由于相分相发生沉淀,于是透过液膜的透射光强度随铸膜液的沉淀而减弱,直至一稳定值时认为相分离完成[5].由此可见,曲线可以估计沉淀速度,研究.自行设计,
1,2.
透射到凝固浴中的聚合物液膜上,检测器在垂直于入射光轴的方向上接受透过膜的透射光,然后经信号放大器,将信号转化成数据,最后由计算机采集数据,数据采集的速度为100个/s,并且将数据转化成工作表,同时给出透射光的强度随时间的变化曲线,即膜形成光透曲线.,当进入的水超过了溢水口的时候,.在实验,,即t=0,对0的时刻.每种,保证测定的初始沉淀速度(相分离时间)的相对误差在12%以下.1.4 平板PVDF微孔膜的制备和表征
刮刀将铸膜液在玻璃板上刮制成200μm的溶液膜,溶液膜浸入温度为28℃的去离子水浴中,PVDF溶液膜很快凝固成膜,成膜依次浸泡到无水
乙醇和正己烷中各24h,最后在空气中自然晾干.
气通量的测定在孔径测定仪上进行,所使用的气体为氮气.采用扫描电镜观察膜上下表面和端面的形态和结构.采用广角X射线衍射仪对膜的结晶
图1 光透射仪的原理示意图
Fig.1 Principleforthe
measurementoflighttransmissiondevice
结构和结晶度进行分析.采用密度法测定PVDF膜的孔隙率:在电子天平上称取一定面积经干燥的PVDF膜质量,由光学显微镜测得膜厚,计算膜体积
3和密度ρm,根据PVDF实体密度ρP(1.77g/cm),
求孔隙率:
ε=(1-ρ100%m/ρP)×
(1)
2 结果与讨论
2.1 制膜液体系的热力学性质
PVDF铸膜液测量的沉淀值是液固分相点.本
图2 光透射仪装置
Fig.2 Equipmentforthelighttransmission
次实验测定了28℃时PVDF质量分数分别为10%、13%、16%和19%的四种铸膜液30g出现浊
透光仪试验装置包括测量部分、凝固浴温控部分和
数据处理部分.测量部分主要包括光源、沉淀池(凝固浴槽、进水管、出水管和溢水管)、检测部件(光检测器、信号放大器).温控部分包括凝固浴加热装置和温度显示器.数据处理部分主要包括数据处理软件及计算机.测量的过程如下:先将电源开关和计算机及其软件打开,并且加凝固浴槽中加水直到支撑玻璃板的支架处,进水阀和出水阀关闭;接着在玻璃板上刮膜,将其放入凝固浴槽中,迅速盖上盖子,按下测量开关的同时,打开进水阀,测量开始.光直接
点时所需要的非溶剂量,即沉淀值见表1.随着聚合物浓度的增加,沉淀值降低,这说明制膜液体系更容易进行液固分相.这主要是由于随PVDF含量的增加,铸膜液中晶核就越多,于是少量的非溶剂就会使这些晶核进行结晶,引发液固分相.也就是说,PVDF浓度越低的时候,体系越容易发生液液分相.2.2 成膜相分离动力学过程分析
采用光透量随时间的变化来表征液膜浸入凝固浴的相分离速度,图3是不同PVDF浓度的铸膜液浸入凝固浴水中所成膜过程的透光量随时间变化的