聚丙烯微滤膜的制备工艺及其应用

独创性声明本人产il刿所早交的’学f电]沦文足本人在导师指导l==+进行的研究T怍和取得的研究成果，除了文中特圳：JJ¨以际泣和敛谢之处外，沦文中彳i包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞洼王业太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贞献均L在论文rlI，仁了!纠确的蜕⋯并表示了跚意。学位论文作者签名：◆弋明签字FI期却修年2-月2争同学位论文版权使用授权书本学一曲．论文沁名j毛‘i了‘解=筮洼』些厶堂自关睬斟、’1k．J-ij学位沱义的规定。特授权丞洼王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)。学位论文作者签名：夕吣跽足导师签名：寥／翟易。l签字日期：如心年2月2争日签字日期：幻舻年z月砷日．、憎妒学位论文的主要创新点IlYllllll2lllll5IMlUl8IIH5IIMOI11lll以聚丙烯为原料，用熔融．拉伸法制备出具有高孔隙率、高气通量和高水通量的中空纤维膜。系统地讨论了制膜的各个工艺参数对聚丙烯膜结构与性能的影响，通过工艺优化得到了比国内市场上性能更优的聚丙烯中空纤维膜。将制得的聚丙烯中空膜用于膜蒸馏海水淡化中，通过改变不同的工艺参数进一步了解其性能和污染情况，并给出了相应的清洗方案。摘要结晶聚合物聚丙烯室温下无溶剂，无法用溶致相分离法(SIPS)制备，常用的制备聚丙烯中空纤维膜的方法有热致相法(TIPS)和熔融．拉伸(MS．S)纺丝法。在TIPS过程中，纺丝液由高聚物与稀释剂组成，它们在高温时形成均相熔体，随后冷却时发生固一液或液一液相分离．当将稀释剂去除后即形成微孔。孔径可通过调节冷却条件与选择适当的稀释剂控制。但是，TIPS过程需要凝固浴与淬出稀释剂，从而存在浪费稀释剂的问题。而熔纺一拉伸法成膜过程是聚合物先在高应力下熔融挤出，然后经过拉伸形成微孔。由于拉伸法在制膜过程中不需要任何溶剂，对环境无污染，适合大规模的工业化生产。本文对聚丙烯中空膜的制备工艺进行了深入研究，在能够连续稳定进行熔融纺丝的基础上，进一步对纺丝牵伸比、热处理温度与时间、拉伸条件和热定型等工艺参数进行优化，从而制备出高空隙率和气、水通量的聚丙烯中空纤维膜。将自制的聚丙烯中空纤维膜制成膜组件，采用真空膜蒸馏法淡化海水，分析自制的聚丙烯膜在海水淡化方面的应用情况。考察了不同的进料方式、流速、温度、真空度等操作条件对膜通量的影响，并对膜污染的情况进行了分析。最后选择不同的清洗方式对膜组件进行清洗，选出了较佳的膜清洗方法。高孔隙率PP中空纤维微孔膜的开发成功将进一步降低膜设备的成本，并推动微滤膜在高浊度液体处理技术、反渗透前处理技术、污水回用技术和膜一生物反应器污水处理等领域的应用。由于应用领域不断扩大，加之拉伸法经济、简单，因此使产品具有较高的附加价值，同时也促进了该项技术的进一步发展和完善。目前，国内熔融．拉伸法制备聚丙烯微孔膜已经产业化，但是制造工艺自动化程度较低，并且受加工条件和原料限制，所得产品的质量稳定性较差。因此，该课题对发展和完善国内的熔融．拉伸法制膜技术，扩大其应用领域，减少国外产品对国内市场的垄断，具有非常重要的意义。关键词：聚丙烯；熔融．拉伸法；纺丝工艺；真空膜蒸馏；海水淡化；膜污染ABSTRACTCrystallinepolymerpolypropyleneCall’tprepareusingsolventinducedphaseseparation(SIPS)atroomtemperaturebecauseofnosolvent，Thecommonpreparationmethodsofpolypropylenehollowfibermembranehasthermalinducedphasemethod(TIPS)andmelt—stretchingspinning(MS-S)method．IntheprocessofTIPS，spinningsolutioniscomposedofpolymerandthinner,theyformhomogeneousmeltathightemperature，thenoccursolid—liquidorliquid—liquidphaseseparationwithcooling晒enformporesafterremovediluent。ApertureCanbeadjustedbycontrollingcoolingconditionsandselecttheappropriatediluent．TIPS，however，requiresacoagu