微孔膜的基材和生产方法

聚烯烃
1、采用拉伸高填充无机微粒塑料薄膜形成微孔膜的方 法是Berry 等人在1961年提出的。其基本原理是以 CaCO3、SiO2、粘土及TiO2 等作为无机微粒, 按 5.8%~13%( 体积分数) 用量填充聚烯烃及其改性聚合物, 通过压延或流延、吹塑方法制成薄膜, 然后经单向或双 向拉伸形成微孔膜。
聚砜酰胺膜
聚Biblioteka Baidu并咪唑膜材料
• 将聚合物溶于甲酸中,制得0.5wt%溶液, 260Mpa压力和室温 条件下,浇注成膜,膜厚约50um.于50 ℃/13Pa真空烘箱中干 燥24 小时 • 纯PBI膜的质子导电能力较低，无法满足质子交换膜燃料 电池的 要求。大部分研究集中于通过酸掺杂或碱掺杂来提 高质子导电能力 • 生产方法有酸掺杂法和碱掺杂法
含氟共聚物---PTFE
• 田普锋采用挤出、压延和拉伸工艺制备了聚四氟乙烯微孔 膜。SEM分析表明，膜具有小岛状结点和与拉伸方向平行 的微细纤维组成的结构实验结果表明，树脂的性质、拉伸 温度、拉伸速率以及拉伸方式是影响微孔膜结构的关键工 艺因素。另外探讨了微孔膜形成机理，认为纤维是从带状 结晶的树脂颗粒中被拉出的，而结点是未被拉伸的树脂聚 集在一起形成的。 • 罗衍慧总结了近年来采用辐射接枝、表面沉积、涂覆或共 混等方法制备功能化PTFE微孔膜的最新研究进展
酚酞基聚芳醚酮多孔膜
• 相转化法：将一定比例的PEK-C、PEG与DMAc混合,充分溶 解并静置脱泡后，在无纺布上流延成膜，在空气中停留15 S,浸入水中凝胶成膜,存放于清水中 • 赵欣研究了添加剂聚乙二醇(PEG)对铸膜液体系热力学性质 和凝胶速率的影响，并考察了其浓度及分子量对成膜结构 与性能的影响
聚烯烃/PE
• 徐鸣等将聚乙烯与CaCO3、发泡剂、促进剂混合造粒, 再 挤出吹膜, 制得微孔聚乙烯薄膜。 • 滕立军等用螺杆挤出机将5%～20%的复合无机硅酸盐填料 与低密度聚乙烯共混, 在一定的温度转速下挤出直径 400mm、厚度60um的薄膜。
聚烯烃/PP
PP中空纤维：1977年,日本三菱人造丝公司开发出聚烯烃中空纤维 微孔膜技术。该技术是由熔融纺丝--凝胶成膜-- 重结晶处理--冷 热拉伸及热定型过程组成。对于PP来说, 熔融纺丝是在180-230 ℃温度下进行,熔体被迫从细小口模垂直向下挤出, 在重力和纺丝 卷绕张力作用下拉伸变细, 同时受空气冷却固化, 得到具有适当 取向度和结晶度的初生纤维; 然后在60~ 140 ℃下处理30min, 以 提高结晶度; 在室温下冷拉伸纤维以形成微孔, 在110~ 130 ℃ 下进行一段或多段热拉伸, 使微孔孔径进一步扩大, 总拉伸比达 到154%。最后在145 ℃左右热定型纤维, 稳定微孔尺寸。 PP拉伸：Mizutani 等最早进行拉伸含有机微粒塑料薄膜的技术研 究。他们用聚甲基倍半氧硅烷作有机微粒, 或用乙烯单体和苯二 乙烯在聚丙烯熔体中原位共聚形成共聚物作有机微粒, 拉伸含这 些微粒的聚丙烯薄膜, 制成孔径小于012Lm, 孔隙率49%~ 60%的微 孔薄膜。 PP可采用热诱导相分离法：：
含氟共聚物---聚偏氟乙烯
1、中空纤维聚偏氟乙烯微孔膜: 将一定配比的PVDF和氯化锂溶于二甲基乙酰胺中，过滤后脱 泡，在自翩的制膜设备中以干喷一湿纺的工艺过程成膜 所制备的中空纤维微孔膜用于膜蒸馏过程脱除水溶液中CaCI2 成型方法还有浸没沉淀法、平板膜的制备 该膜的作用还有油水分离、含离子废水的治理、生化发酵 行业的应用、油田注入水处理。
高分子微孔膜的基材
含氟共聚物（聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯） 聚烯烃(PP/HDPE/LDPE/LLDPE、聚乙烯丙烯酸盐、聚苯 乙烯、聚4一甲基一1一戊烯微孔膜、PVDC、聚氯乙烯、 丙烯晴) 聚氨酯 聚酯（聚醋酸乙烯酯:一般和其他材料共混成膜、聚甲 基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯） 聚醚(又称聚乙二醇醚) 聚酰胺(聚醚酰亚胺、尼龙、聚砜酰胺) 聚砜 聚醚砜 酚酞基聚芳醚酮多孔膜
PVDC乳胶涂布膜
• 乳胶涂布膜制造大概可分作如下四个过程。即 乳胶的调配、 乳胶涂布、乳胶干燥、涂层的固化。调配 成乳胶后，用如 柱塞泵、隔膜泵、压缩空气、流体自重 等方法至辊筒成膜。 采用红外线干燥技术，迅速均匀 提升涂层温度干燥，并可 防止结皮。许多卷筒材料如 纸张、各种塑料薄膜、玻璃纸、 镀铝膜都可以作为 PVDC涂布加工对象。
PVDC超滤膜
• 因为PVDC膜根据原料和生产加工方式的不同，一般分为两大类， 一是类似于火腿肠包装的肠衣包装膜，这是一种共挤方式生产 的包装膜，这种薄膜没有热风性，而且厚度比较厚，一般局限 于火腿肠的包装；另一种是用PVDC乳胶涂布在基材薄膜上生产 加工出来的PVDC涂布膜，一般业界沿用日本的称呼习惯和被涂 基材来称呼，例如称为KOP、KPET和KPA，这种PVDC涂布薄膜厚 度小，由于热封性能不良，一般业界不把这种PVDC涂布膜单独 使用，多是需要和具有热封性能的CPP和PE复合后再使用。常 见的有月饼包装. • 本研究是采用辐照气相接枝的方法改性聚偏氟乙烯超滤膜.在聚 偏氟乙烯(PVDF)超滤膜表面进行试 验.先通过Co- 60 r射线辐射， 然后接枝乙烯基单体,再进行磺化,使聚偏氟乙烯成为具有磺酸基 团的聚偏氟乙烯,相转换方法制膜，本项试验采用的聚偏氟乙烯 (PVDF)膜，由刮膜机一次制得，该膜对牛血清白蛋白(BSA)70000 的截留率大于90％．
纤维素衍生物—醋酸纤维素膜
• 将醋酸纤维素 (CA)铸膜液涂布在纤维素载体上，制成增强 微孔膜 (RMF)。这种涂布是借助于凝胶剂和活性剂的协同 效应及相转换机理来 实现的此增强膜的表膜及载体既不分 离，卫不互相渗透，膜与载体中的 孔隙不会被堵塞，具有 高强度和高水通量等优点．膜材料与载体间的涂布法复合 为各种增强膜的制备提供了一个新途径．结果表明增强膜 在保留单层膜原有分离性能的基础上，大大提高膜的机械 强度，从而延长膜的使用寿命,降低生产成本。
PVC超滤膜
• 优点:在已有的高分子材料中，PVC具有优良的耐酸碱 性．将PVC均聚物溶解在适当溶剂中 所制得的涂层,能经受 酸、碱、盐水，油类、酯类、食品，腐蚀性气体和大气的 老化 ．卫生级工业产品的发展，大大扩展了PVC的应用领 域，目前，PVC原料的价格仅为聚砜的五分之一 ．由于 PVC这些特点，已有人进行了PVC微孔滤膜的研究. • 缺点:亲水性和膜韧性不足，凝胶膜容易自发收缩起皱，成 膜性能不甚理想.
聚烯烃-聚4-甲基-1-戊烯
• 成型方法：相转化 法、熔融拉伸法、热致 相分离法以及由热致相分离法 衍生的成膜 法
聚烯烃-PVC/PVB共混超滤膜
• 制备方法:将PVC 与PVB 树脂、溶剂，按照不同的配比进行 混合，加热搅拌溶解，用相转化法在玻璃板上制作平板膜， 再将膜表面的溶剂洗净并在蒸馏水中浸泡48,h后待用． • 加入PVB 后，PVC 共混膜外表面光滑平整不易收缩起皱. PVB 的引入使膜断面的指状孔数量明显减小，膜表面的致 密层明显变厚 • 赵梓年
聚醚砜
• 聚醚砜(PES)是一种综合性能优良的聚合物膜 材料，其玻 璃化温度为230℃，具有优异的耐热性、 耐酸碱、耐腐蚀 性能．常作为超滤膜、气体分离膜的 材料，也可以用来制 备高性能的微孔膜。陈忠祥等用干、湿相转化法制备聚醚 砜微孔膜。
聚酰胺类---尼龙微孔膜
• 将膜材料PA66或PA6用一定配比的硝酸添加 剂混合溶剂进行充分溶解，经静止脱泡后， 以0.4mm间隙流延成平板膜，膜的外观呈不 透明乳白色。
壳聚糖(CS)
• 作为一种新的制备微孔膜方法,热致相分离(TIPS)是将室 温难溶的高性能聚合物与稀释剂在升高温度下熔化均一. 然后, 降温分相, 脱除稀释剂, 形成微孔结构. 根据固液 或液液相分离, 膜形成花边结构或蜂窝结构. • 制膜方法:室温下, 将CS溶于2%( 质量分数) 的醋酸水溶 液配成不同浓度的CS溶液, 过滤, 加入2%( 摩尔分数)的 戊二醛, 搅拌均匀, 减压脱泡。将脱泡后的溶液浇入模具 或基板上, 置入低温恒温室( 自制) 中淬冷, 在此温度下 恒温固化72h后,用丙酮萃取除水3次,减压除去丙酮。在 4%( 质量体积比)的NaOH溶液中浸泡10min中和剩余的醋酸, 再用去离子水洗涤至中性、烘干---顾震宇
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纤维素衍生物(醋酸纤维素/硝酸纤维素/混纤维素) 壳聚糖及其衍生物 聚苯并咪唑 聚乙烯醇 有机硅 丙烯酸共聚物 其他共聚物等等(乙烯与氯化三氟乙烯交替共聚物/乙烯乙 烯醇共聚物膜/聚醚醚酮(PEEK)/聚四氟乙烯-全氟丙基乙 烯基微孔膜/聚甲醛(POM)微孔膜/聚氨酯聚偏氟乙烯共混 膜/ PVC:PU共混超滤膜/ PVDF/PS共 混微滤膜)
聚乙烯醇膜
• PVA单独作为分离层材料 • PVA与其它聚合物形成的混合交联物作分离层 • PvA复合超滤膜:将不同厚度的PVA水凝胶层涂覆在再生纤 维素膜表面制得复合超滤膜 • 改性的聚乙烯醇不对称膜 :Sokurada和sueoka 等介绍了用 于血液净化装置的PVA水凝胶中空纤维膜的制作过程、分 离性能和在血液净化装置中的应用．PVA中空纤维膜有工 业用的均相致密结构膜和医用的微孔结构的膜两种 • 由亲水材料PVA制作耐污染膜是解决膜污染问题的一个有 效途径，具有极大的发展潜力微孔结构的膜两种
聚砜
• 热相转移成膜:将清洁的玻璃板和间隙为0.21mm 的刮刀在 控温板上加热,达到规定温度后,取出已混溶并在规定温度 下加热、恒温的聚砜和环丁砜的铸膜液,以30cm/s速度流涎 成膜,迅速将玻璃板放入冷冻室中,凝胶后取出,放入室温水 中,待膜浮起后,换水,再浸泡72h.
聚 碳 酸 酯 薄膜
• PC普通薄膜为 无色透明，透光率在9O 以上，很适宜作光 学 材料 ，而且具有较高的拉 伸强度和刚性，耐冲击性也 是热塑性塑料中较高的, PC薄膜的吸水率及制品成型收缩 率低， 抗蠕变性能优良，因而在不同的温度、湿度条件下 制品的尺寸稳定，适合制作精密元件特别是 其耐寒性和耐 热性十分优异,可在一100～130~C较宽的范围内长期工作. • PC树脂的加工性良好，多数的薄膜成型方法如溶液流涎法、 吹塑法、平膜挤出法及双向拉 伸法等都可生产PC薄膜。国 外的一些主要厂 家多采用平膜法生产，而拜耳公司采用溶 液流 涎法(拉伸或不拉伸)生产。
有机硅膜
• 以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为原料，正庚烷为溶剂，正硅酸 乙酯为交联剂，二月桂酸二 丁基锡为催化剂，聚丙烯腈为 基膜，制得聚二甲基 • 制膜过程中，硫化温度在很大程度上决定膜 的选择性和通 量．同一配方的膜液，硫化温度越高,膜对噻吩的选择性增 加，渗透通量下降．料液温度对膜性能也有较大的影．料 液温度越高，膜对硫的选择性降低，而渗透通量增加
聚氨酯类
• 聚氨酯薄膜的制备方法主要有熔体加工和溶液加工两种。 熔体加工包括挤出吹塑和压延成型，对聚氨酯胶粒的要求 较高，且由该方法制得的薄膜致密,透湿性较差；溶液加 工又有干法和湿法之分
聚醚酰亚胺/线性聚苯乙烯
• 摘要通过水辅助法采用聚醚酰亚胺的氯仿溶液制备了聚醚 酰亚胺微孔膜, 1994年Francois首先报道了使用水辅助法 (也称Breath figure或水滴模板法)在聚合物薄膜上构筑 有序孔。该方法具有操作简便、微孔大小可控和不需要模 板等优点，引起了人们的广泛兴趣 ,并得到迅速发展,通 常只有具备特殊化学组成和结构的聚合物，如星形聚合物 或带有极性端基或带 有亲水性链段的嵌段共聚物才能使 用水辅助法制备微孔膜．但是近期的研究结果表明,不含 有极性端 基的线形聚苯乙烯也可以采用该方法制备微孔 有序膜
聚烯烃/丙烯晴
• 聚丙烯腈(PAN) 微孔膜具有耐水解、耐候性、耐霉菌性、 以及较好的化学稳定性和热稳定性等特点，广泛用于制备 微滤膜、超滤膜等.但由于PA N 为疏水材料，所得膜的耐 污染性差，易被污染。 • 成型方法: 以二甲基甲酰胺(DMF) 和水分别为溶剂和非溶 剂，通过相转换法制得PAN-PEG• 微孔膜形貌、水通量及其处理废水效果跟共聚物中PEG含 量有关. 含量为0.096时取得最大值分别为965.6 L/m2/h 和83.0 ％。