热致相分离法制备PVDF微孔膜的研究DBP/DEHP体系(6)
2.2.2 PVDF微孔平板膜的制备
方案一：将聚合物PVDF/稀释剂固体样品放置于自制的模具中，如图2.2所示。在两块聚四氟乙烯板中，放入一定厚度的聚四氟乙烯薄膜，用真空脂涂在薄膜上，防止稀释剂的挥发以及样品受热后流出；然后将两板紧密贴合用架子牢牢固定并压上重物放入烘箱内加热至一定温度热压成膜；再将装置投入室温水中进行淬冷并放置10min。保留在膜中的稀释剂利用乙醇进行萃取24小时，最后得到的膜放置在50℃真空烘箱中干燥24小时。
图2.2 制备平板膜的自制模具演示图
方案二：将聚合物PVDF/稀释剂固体样品放置于一玻璃圆盘中，其上放置一相对较小的玻璃圆盘并用三层聚四氟乙烯薄膜支撑，保持与其下圆盘有一定空隙作为膜的厚度，如图2.3所示。将其放入烘箱内加热至一定温度热压成膜；再将装置投入室温水中进行淬冷并放置10min。保留在膜中的稀释剂利用乙醇进行萃取24小时，最后得到的膜放置在50℃真空烘箱中干燥24小时。
图2.3制备平板膜的自制模具演示图
2.2.3 PVDF微孔膜性能表征
2.2.3.1 水通量测定
将制备所得的PVDF微孔膜放入测量水通量的装置中，测定一定时间内在一定压力下的膜的水通量，测量三组取平均值，其装置示意图如图 2.4所示。
图2.4 水通量测定装置示意图3 实验结果与分析
3.1 PVDF/单一稀释剂（DBP）体系热力学分析
3.1.1 单一稀释剂的选择
热致相分离法制备PVDF微孔膜的稀释剂多数采用酯类和砜类等溶剂，其中大部分酯类和砜类溶剂与PVDF的相互作用较强，体系在降温冷却的过程中只发生固-液相分离，得到的膜结构为球晶状结构。本实验采用PVDF的良稀释剂邻苯二甲酸二丁酯（DBP）作为稀释剂，观察其热力学行为。
3.1.2 PVDF初始浓度的影响
在PVDF/DBP混合物样品的制备过程中，随着PVDF初始浓度的逐渐上升，聚合物与稀释剂相互混合的能力逐渐下降。当PVDF初始浓度高于30%后，聚合物与稀释剂的混合过程开始变得困难；而当PVDF初始浓度高于40%后，聚合物与稀释剂的混合过程明显艰难，很难使两者混合均匀。
3.1.2.1 结晶温度与熔融温度
表3.1列出了聚合物PVDF-1和PVDF-2在不同初始浓度下与单一稀释剂DBP混合后所得混合物样品1与混合物样品2的结晶温度和熔融温度。
如图3.1和图3.2所示，PVDF/DBP体系的熔融温度与结晶温度随着聚合物PVDF的初始浓度的增加而上升，两者的变化趋势相似。
将两种聚合物样品PVDF-1和PVDF-2所制备的体系PVDF-1/DBP和PVDF-2/DBP进行对比，分析聚合物PVDF的分子量的变化对于体系熔融温度以及结晶温度的影响。
表3.1 混合物样品1和2的结晶温度和熔融温度
混合物样品-1 混合物样品-2
初始浓度 20% 25% 30% 40% 20% 25% 30% 40%
结晶温度 128 129 132 141 136 138 141 147
熔融温度 156 162 166 174 156 165 168 175
图 3.1 PVDF-1/DBP体系熔融温度与结晶温度
图3.2 PVDF-2/DBP体系熔融温度与结晶温度
图3.3 PVDF-1/DBP与PVDF-2/DBP两体系对比
如图3.3所示，PVDF-1/DBP与PVDF-2/DBP两体系熔融温度相近，表明聚合物PVDF分子量对于体系的熔融温度影响甚微；而PVDF-2/DBP体系的结晶温度明显高于PVDF-1/DBP体系，两者相差大约10℃左右，表明随着聚合物PVDF分子量的上升，PVDF/DBP体系的结晶温度下降。