热致相分离法制备PVDF微孔膜的研究DBP/DEHP体系(2)
3 实验结果与分析 11
3.1 PVDF/单一稀释剂（DBP）体系热力学分析 11
3.1.1 单一稀释剂的选择 11
3.1.2 PVDF初始浓度的影响 11
3.1.2.1 结晶温度与熔融温度 11
3.1.2.2 相分离形态分析 13
3.2 PVDF/混合稀释剂（DBP/DEHP）体系热力学分析 14
3.2.1 混合稀释剂的选择 14
3.2.2 稀释剂配比的影响 14
3.2.2.1 结晶温度与熔融温度 14
3.2.2.2 相分离形态分析 16
3.3 PVDF/混合稀释剂（DBP/DEHP）体系微孔膜的性质 18
3.3.1 机械强度 18
3.3.2 水通量 18
3.4 小结 19
结论 21
致谢 23
参考文献 24
1 绪论
1.1 PVDF微孔膜
1.1.1 PVDF微孔膜性质简介
长期以来人们一直在寻找一种耐污染、易清洗且性质优异的膜材料，而有机氟材料由于其还有空间位阻较小、亲核能力较强的氟原子而具有一些独特的优良性能，使其成为一种应用价值较高的膜材料的选择[1]。因此聚偏氟乙烯（PVDF）作为一种新型氟碳热塑性材料，具有广阔的应用前景。
聚偏氟乙烯（PVDF）是一种呈现白色粉末状的疏水性材料，具有良好的化学稳定性，室温下不受酸、强氧化剂以及卤素所腐蚀，在脂肪烃、芳香烃、醇和醛等有机溶剂中也很稳定，且耐γ射线和紫外线的辐射[2-5]。 同时聚偏氟乙烯（PVDF）作为半结晶性高聚物，包含了结晶区和无定形区，前者使膜具有良好的热稳定性，后者使膜更加柔韧。
1961年聚偏氟乙烯（PVDF）首先在建筑行业中被商业化使用。美国Millipore公司20世纪80年代中期首先应用聚偏氟乙烯（PVDF）作为膜材质开发出Durepore型微孔膜，并推向市场。近年来，PVDF微孔膜已被广泛应用于多个领域：PVDF微滤膜以其疏水性已成功应用于油水分离、废水处理、工业气体过滤等场合；PVDF的疏水性、耐热性、可溶性和较聚四氟乙烯（PTFE）及聚丙烯（PP）易于制备等特点，使之成为膜蒸馏的理想材料。
1.1.2 PVDF微孔膜制备方法
微孔材料的制备方法有颗粒烧结法、熔融挤出拉伸法、填充法、径记蚀刻法、模板浸取法和相转移法，而相转移法主要分为非溶剂致相分离法（NIPS，Non-solvent induced phase separation）和热致相分离法（TIPS，Thermally induced phase separation）。
(1) 非溶剂致相分离法（NIPS）：
将PVDF溶液通过模具后浸入凝固浴中进行溶剂和非溶剂的交换而发生相分离，从而使得聚合物富相固化形成微孔膜。非溶剂致相分离法又称浸没沉淀法，目前是制备PVDF微孔膜的常用方法[6-7]。
(2) 热致相分离法（TIPS）：
将PVDF于高沸点、低分子量的稀释剂在高温下形成均相溶液，PVDF/稀释剂溶液通过模具进入冷却浴进行相分离和体系的固化，然后脱除稀释剂成为PVDF微孔膜[8]。该方法主要通过体系的热量流失进行相分离，相比于NIPS法更为稳定。
1.2 热致相分离法
1.2.1 热致相分离法简介
20世纪80年代初，Castro发表专利，提出了一种较新的制备微孔膜的方法，即热致相分离法（TIPS，Thermally induced phase separation）。该方法利用聚合物与高沸点、低分子量的稀释剂在高温下形成均相溶液，降温时发生固-液分离或液-液分离，而后脱除稀释剂的原理制备微孔膜。