下面是小编为大家整理的对于膜材料讨论 关于党史的讨论材料,供大家参考。
膜复合时界面情况讨论 通常高分子材料暴露在空气中， 人们可以看到， 能摸到的那部分称为高分子表面。
从严格意义上讲， 表面（或自由表面）
是指纯的凝聚态物质与真空接触的那部分， 然而实际生活中， 大多数表面不可避免地与空气、 油、 灰尘等相接触。
高分子材料暴露在空气中的表面实质上是高分子与空气的界面， 因此表面和界面的概念的区分是相对而言的。
表面的严格科学定义为：
物体（固体）
表面是真空状态下物体内部和真空之间的过渡区域， 即物体最外面几层原子和覆盖在其上的一些外来原子和分子所形成的表面层。然而人们习惯说的表面时处于大气下的固体或液体的外部区域。
而界面则为固体与固体、 液体与液体之间的过渡区域。
对聚合物而言， 最表层的为吸附层， 即迁移至表面的低分子量组分以及表面吸附的润滑油、 添加剂等形成的半液体或液体薄膜， 该层对聚合物的粘结起着破坏作用。第二是聚合物的表层，然后是聚合物本体。
由于形成条件个存在条件等原因， 聚合物的表层在结晶形态、 结晶度、晶粒大小等方面均与本体有较大差异， 其应力状态、分子量的缠结状态等也与本体不尽相同。又由于表层分子链的活动空隙较大， 故其玻璃化温度低于本体； 聚合物链段有内部向外部移动对体系能量更为有利， 故表面的分子链含量高于本体。
固体聚合物的表面张力是由于分子间作用力（也称内聚力）
的不平衡而产生的。
与内部分子比较， 聚合物表面上的分子具有称作内聚能的附加能量， 这种能量倾向于将表面面积减小到最低值。
而界面张力是指两种聚合物的界面上产生的分子键作用力（粘合力）
， 界面上分子的附加能量称为粘合能。
研究表明， 热力学不相容的聚合物共混体系的相界面有两种类型。
1）
两相接触还是有两个界面构成， 中间为一界限所分开。
界面层具有与相应聚合物本身不同的结构形态和化学需分； 2）
两相接触区是由一个特殊的过渡区层所构成， 这种可视为是一种聚合物在另一种聚合物中自动形成的“乳液”。
两相界面区的形成过程首先是两相间发生接触， 然后是两种聚合物大分子链段之间相互扩散， 即聚合物由一相向另一相局部扩散， 降低接触区的界面张力， 同时在界面区两边产生了明显的浓度梯度。
相互扩散的深度及界面区的厚度取决于两个共混组分的形容性。
当二者完全不相容时， 链段只能轻微扩散， 形成明显的界面。
随着两者的增加， 链段的相互扩散程度提高， 形成模糊的两相界面， 当二者完全相容时， 最终形成均相体系。
如果两种聚合物的表面张力相近， 共混时通过诱导乳化作用可以形成特殊的过渡区， 提高了界面的粘附力， 获得较为稳定的多相体系。
相容性差的聚合物共混时， 加入相应的增容剂， 增容效应只是一个物理的增混， 而不是热力学上分子水平的增容， 作用为：
降低两相间的界面能； 促进两组份更好地分散； 增进稳定性， 避免相分离； 改善界面粘合性。
共混物的形态结构决定了材料的力学性能， 而形态结构又与界面相容性密切相关。
通常在共混条件下， 两相界面张力越小， 界面面积就越大， 材料力学性能就越好。
对于高分子稀溶液的液-固界面， 这类体系中比较有意义的是分散在高分子溶液中的胶体， 存在着巨大的液-固表面， 高分子链与固体表面的相互作用就成了关键。
如固体表面对高分子链有吸引作用， 一条高分子链可能被固体表面的多个位置同时吸附， 没有被吸附的部分在溶液中被溶剂化； 如果高分子与固体表面没有任何相互作用， 高分子链向固体表面靠近将导致高分子长链的很多构象因固体表面的阻碍而不能实现， 就是构象熵有所损失， 高分子成连倾向于离开固体表面， 因此在液-固界面层附近长链高分子的浓度比在溶液本体中要低一些（贫化效应）
。
对称的聚合物界面指的是相同高分子或化学结构差异很小的两种高分子相互接触的部分， 与链相互扩散、 材料的熔接和破坏性质关系密切。
不对称的聚合物界面是由化学结构完全不同的两种高分子形成的， 高分子共混物及相关材料属于这类界面。
如果两种高分子不相容， 在通常情况下， 其界面部分仍可能难以确定。在界面上， 不同种类的链在几个纳米到几百纳米的厚度层内可以互相贯通， 取决于链段的统计长度和 Flory-Huggins 参数 χ。
界面相描述的是链可以互相贯通的区域， 其物理性质完全不同于以两种高分子分别形成的各自两相区。两相区可通过某些链相连接， 例如嵌段高分子、接枝高分子通过化学键链接， 也可通过氢键相连接， 用以强化界面相， 从而提过高分子材料的力学性能。
高分子共混物的界面张力明显小于纯高分子与空气的表面张力。
因此， 在共混物中， 界面相中高分子组成的浓度变化相对平缓。
链的去向也会有很大不同， 在纯的高分子与空气表面， 链倾向于平行表面； 而一些理论证据表明在共混物的界面处， 链的末端倾向于垂直伸展。越小的几面张力预示着共混物越倾向于混溶。
如果同一种高分子或两种高分子的相容性好， 可以通过加热到两者的 Tg 附近， 是高分子链相互扩散界面贯通， 实现类似金属材料的高分子焊接。
通过以上讨论， 我们不难想象得到， 第一， PP 或 PET 基材与 PVDF 的复合， 可以看着是微分的共混， PVDF 高聚物分子链与 PP 分子链相互贯通， 可能还存在—F 与—H 强烈
的氢键作用， 随着溶剂的挥发或对流传质， PVDF 链段与 PP 纠缠的链段被冻结， PVDF 分子不断沿着这一区域生长， 最后成型。
第二 ， 是由于 PVDF 高分子溶液中存在溶剂， PP 基材部分“乳化” ， 随着溶剂的挥发或对流传质， 高分子链相互扩散导致界面贯通， 高分子被焊接在一起。
第三， 可能是某些物质起到了表面活性剂的作用， 增加了 PP 表面的吸附力。
纤维素是应用最早， 也是应用最多的膜材， 它主要用于渗透膜、 纳滤膜、 超滤膜、 微滤膜、 透析膜中， 在气体分离膜和渗透蒸发中也有应用。
由于在较高温度、 酸性和碱性条件下纤维素膜易水解， 此外易被许多微生物分解， 所以纤维素膜的耐久性较差。
醋酸纤维素膜(CA)在纤维素类膜中用的较多， 醋酸纤维素膜也是最早研究的超滤膜， 由于纤维素及其衍生物是线性棍状且不易弯曲的大分子， 适宜用于制造反渗透膜和超滤膜， 至今仍有重大用途。
醋酸纤维素膜的特点为：
亲水性好， 这有利于减少膜污染， 这是该膜最大的优点； 采用醋酸纤维素可制备从反渗透到微滤范围孔径较宽的膜， 并具备较高的通量， 这是其他任何膜材料无法比拟的； 醋酸纤维素膜制造工艺简单， 便于工业化生产：
成本低， 无毒；操作温度范围窄， 推荐最大操作温度为 30℃； 适宜的 PH 值范围较窄， 一般推荐 PH 值范围为 3—6， 以防止膜的水解； 作为超滤膜， 该膜耐氯性较差， 连续运行要求料液中的游离氯低于 1mg/L； 醋酸纤维素膜在运行过程中有压实现象发生， 在高压下膜的通量逐步降低；醋酸纤维素膜易被生物降解， 可保存性差。
聚砜类超滤膜具有优异的化学温度性、 宽的 PH 值使用范围(1—13)、 良好的耐热性能(可在0—100℃范围内使用)、 酸碱稳定性好、 以及较高的抗氧化和抗氯性能。
聚砜类高分子材料的相对分子量高， 适合制作超滤膜、 微孔滤膜和复合膜的多孔支撑膜。
有代表性的芳香族聚砜类超滤膜的特点为：
耐热性能好， 一般来讲， 长期运行温度可高达 75℃， 有的膜制造商宣称该膜的使用温度可达到 125℃， 如此高的使用温度适用于系统的高温消毒， 也适用于某些高粘度体系， 但采用较高的操作温度时， 要注意其他因素的影响如 PH 值、 压力及清洗剂；宽的 PH 值范围。
PS 和 PES（聚醚砜）
超滤膜可连续在 PH 值为 1~13 的体系中运行， 这对膜的清洗是有利的； 较好的耐氯性， 大部分膜的制造商允许在清洗时游离氯的浓度达到200μg/g， 然而长时间暴露于高浓度的游离氯中将对膜造成危害； 该膜可制造成不同的膜组件形式如中空纤维、 卷式、 板框式及管式； 具有较宽的膜孔径范围， 膜的孔径可以从1nm—0.02μm； 具有较好的耐溶剂性， 可耐脂肪族碳氢化合物、 氯代碳氢化合物、 酮类、醚类及酷类； 该膜为疏水性膜， 易被溶质污染。
聚丙烯腈是常用来制备超滤膜的聚合物。
虽然其结构中的氰基是强极性基，
但 PAN 并不十分亲水。
通常引入另一种共聚单体(如醋酸乙烯酯或甲基丙烯酸甲
酯)以增加链的柔韧性和亲水性， 从而改善其可加工性。
聚丙烯腈有很好的耐水解性和抗氧化性。
PAN 膜典型的截留分子量为 30000~100000， 最高操作温度为 50 ℃， 适用的 PH 值范围为 2—12。
聚丙烯腈超滤膜的特点是可以干燥储存， 不湿存也不会改变其过滤性能。
超滤膜的断面结构一般是由致密皮层和多孔支撑层构成， 用单一材料制成的膜， 致密层和多孔层的形成都受到一定的限制。
复合膜则分别用不同材料制成致密皮层和多孔支撑层，使两者都达到最优化。
制备复合超滤膜的目的是为了截留相对分子量较小的溶质， 或改善膜表面的亲水性， 以增加水通量和提高膜的耐污染性。
ETNA 膜是一种商业化的复合超滤膜， 支撑层为聚偏氟乙烯(PVDF)， 皮层为纤维素。
另一种商业化了 的膜是 DESAL 公司 生产的 G 系列复合超滤膜， 其性能为：
截留分子量1000~15000， 最高操作温度为 90℃， PH 值范围 2~11， 耐氯为 24mg/(g·h)。
PVDF 膜具备耐紫外线， 有优良的耐污染和化学侵蚀性能； 耐热温度可以达到 140℃，可采用超高温的蒸汽和环氧乙烷杀菌消毒； 能在较宽的 PH（1-13）
范围内使用， 可以在强酸和强碱和各种有机溶剂条件下使用。
但也有缺陷， 如亲水性不佳， 这样的膜水通量小， 容易被污染， 增加清洗及使用成本。
所以这种膜材料通常与一些亲水性的膜材料复合制成 PVDF 复合膜。
PVDF 平板膜的制备步骤：
（1）
将聚偏氟乙烯、 添加剂、 非溶剂等溶于有机溶剂中， 加热搅拌均匀， 过滤， 真空脱泡后得到一定聚偏氟乙烯浓度的制膜液， 静置待用；
（2）
将一定温度的制膜液均匀地刮膜， 在空气中放置一定时间；
（3）
将膜基材浸入一定组成， 一定温度的凝固浴中， 形成超滤膜；
（4）
将形成的超滤膜在去离子水中浸泡 6—9 天， 然后用无水乙醇浸泡处理 24 小时，再用正己烷浸泡处理 24 小时， 在空气中晾干。
高春梅等人考察了制膜条件对 PVDF 与 PVC 共混中空纤维膜的性能的影响。
以二甲基乙酰胺（DMAc）
为溶剂、 聚合物质量分数为 18%， PVDF/PVC=7：
3、 PVP（K30）
为添加剂且质量分数为 5%、 溶解搅拌温度为 80℃为恒定变量， 通过控制膜芯流量、 干纺程及挤出速率来考察膜性能的变化， 得出以下结论：
( 1) 随着铸膜液挤出速率的增大，
中空纤维膜的外径和截留率均增大，
水通量则先增
后降， 总体变化趋势是减小。
( 2) 随着干纺程的增加，
中空纤维膜的水通量和平均孔径都逐渐减小，
在干纺程为6～10cm 时可以获得膜结构较为优良的中空纤维膜。
( 3) 随着芯液流量的增加，
中空纤维膜的内、 外径均有所增加，
且内径的增加要比外径的增加快， 导致中空纤维膜的壁厚减小，
随着壁厚的减小，
膜的水通量有所增加而截留率则减小。
在中空纤维膜的后处理中， 凝胶浴温度对膜的水通量和孔径也有影响， 据文献报道， 膜的水通量随凝胶浴温度的上升呈现一个先上升后下降的趋势， 25℃ 时通量达到最大值。
在25~40℃范围内， 膜的水通量和孔径逐渐减少。
PAN 即聚丙烯腈， 聚丙烯腈是由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。
大分子链中的丙烯腈单元是头-尾相连的方式链接。
聚丙烯腈作为膜材料， 具有来源广泛、 价格便宜等优点。由于其分子基团上存在强极性氰基， 内聚能大， 有较高的热稳定性， 可在 120 ℃下长期使用， 同时具有耐有机溶剂(如丙酮、 乙醇等) 的化学稳定性， 此外其耐光性、 耐气候性和耐霉菌性为其拓宽应用领域创造条件， 它可以用于食品、 医药、 发酵工业、 油水分离、 乳液浓缩等方面， 是国际上主要商业化中空纤维超滤膜品种之一。
聚丙烯腈外观为白色粉末状， 密度为 1.14~1.15g/cm ， 加热至 220~300℃时软化并发生分解。
聚丙烯腈主要用于制造合成纤维(如腈纶)。
PAN 膜具有优良的化学稳定性， 有耐酸、 耐碱以及耐水解的性能， 能广泛应用于各种领域；膜具有很好的强度和柔韧性； 经过亲水改性， 产水量大， 并具备很强的抗污染性。
膜配方材料少， 工艺容易控制， 不会出现象 PVC 原料配方材料多而导致膜本身的异味问题。
PSF 是一种性能优异的成膜高聚物， 具有良好的机械强度、 耐酸碱性能、 抗压密性、 化学稳定性、 耐热性以及 PH 适用范围广等优点， 是目前工业上应用最广的膜材料。
用 PSF制备的超滤膜不近广泛用于普通的超滤领域， 而且被用作复合纳滤膜和反渗透膜的支撑膜。通过浸润相转化法成膜也是制备致密膜、 不对成膜、 微孔膜的主要方法。
浸润相转化法所得膜机构与性能的影响方面有如铸膜液所用聚合物浓度、 溶剂种类、 添加剂种类、 非溶剂以及成膜温度等。
实际上， 相转化所得膜的结构形态和性能取决于制膜过程中的铸膜液所用溶剂与相转化过程溶剂与非溶剂的交换速度。
PSF 铸膜液可用溶剂有 N-甲基吡咯烷酮（NMP）
、N， N-2 甲基乙酰胺（DMAc）
、 N， N-2 甲基甲酰胺（DMF）
等。
PSF/Al2O3共混膜制备[20]， Al2O3作为添加剂， 对膜有增加机械强度的作用。
制备步骤：
第一步， 将聚砜溶于定量溶剂(N—甲基-2-吡咯烷酮或 N,N—二甲基乙酰胺)中,加入适量添加剂(丙酮)配制成胶液；
第二步， 将陶瓷材料和阴离子表面活性剂溶于定量溶剂中并充分碾压, 然后加入到胶液中；
第三步， 将胶液充分搅拌制成制膜液；
第四步， 将制膜液流延在玻璃板...
