聚氯乙烯(PVC)/聚苯砜(PPSU)共混膜的研制及其改性研究

摘要

膜分离技术是一种新型、高效的分离技术，因其分离效率高、无二次污染、能耗低等优点而备受关注，但由于在实际工程运行中膜易被污染、膜清洗更换、能耗高带来的成本问题导致膜分离技术并没有被大规模用于污水处理中。聚氯乙烯（PVC）作为第二大合成材料，具有廉价易得、化学稳定性好、机械性能好等优点，因此在新型膜材料的开发领域中引起了人们的关注。但是研究表明PVC疏水性较强，因此容易导致膜污染，而且只有当 PVC质量百分含量较高时，PVC膜才会有较高的强度，但此时 PVC膜的水通量会急剧下降，甚至为零；另外，PVC还存在成膜性能差的缺点。因此PVC作为膜材料，需要进行改性。聚苯砜（PPSU）作为一种新颖的膜材料，比其他聚合物具有更好的韧性、耐冲击性、水解稳定性、更稳定的化学性能和较好的机械性能，但价格较昂贵。因此将PVC和PPSU共混有望开发出通量较大，机械性能较强、价格低廉的新型膜材料。
　　本文通过溶液共混法制备了PVC/PPSU共混膜。首先采用剪切粘度法和傅里叶变换红外光谱（FTIR）测试法研究 PVC/PPSU共混体系的相容性；然后通过研究不同共混比下共混膜的断面和表面微观结构及共混膜的性能（水通量、抗伸强度、亲水性和耐污染性），确定了最佳共混比。在此基础上，探讨了不同聚合物含量对PVC/PPSU共混膜膜性能的影响。同时考虑到PVC和PPSU都属于疏水性材料，因此通过分别添加不同的亲水性聚合物（PAN、PVB）、无机小分子SiO2及其改性物质PVP-g-SiO2对PVC/PPSU共混膜亲水性进行了改性研究。通过研究得到如下结论：
　　1. PVC/PPSU共混溶液剪切粘度的测试结果及红外光谱（FTIR）分析结果表明PVC/PPSU共混体系为部分相容体系。
　　2.通过考察共混比、聚合物浓度对PVC/PPSU共混膜的微观结构和共混膜综合性能的影响，结果表明，当共混比为5/5，聚合物含量为20％时，PVC/PPSU共混膜性能较佳。
　　3.亲水性聚合物 PAN、PVB对 PVC/PPSU共混膜亲水性改性结果表明，PAN的亲水化改性效果较好，且最佳添加量为聚合物总质量百分含量的30%。
　　4.无机小分子SiO2及其改性后的物质PVP-g- SiO2对PVC/PPSU共混膜亲水性改性结果表明SiO2添加量为铸膜液质量百分含量的1%时，PVC/PPSU共混膜的亲水性能和耐污染性能得到了较大的改善；PVP-g-SiO2的最佳添加量为3%，且改性效果明显优于SiO2。将PAN与无机小分子SiO2及其改性后的物质PVP-g-SiO2的改性结果比较， PVP-g-SiO2的改性结果最好。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 膜分离技术概述

1.2 膜材料研究现状

1.3 聚合物膜材料的改性研究

1.4 本课题的研究内容及方法

第二章 PVC/PPSU共混膜相容性的研究

2.1 共混体系的相容性及研究方法

2.2实验材料及仪器

2.3实验方法

2.4 结果与讨论

2.5 本章小结

第三章 PVC/PPSU共混膜的研制

3.1 实验材料及方法

3.2 膜性能测试

3.3 结果与讨论

3.4本章小结

第四章 PVC/PPSU共混膜亲水性改性研究

4.1 实验材料及方法

4.2 膜性能测试

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢