PVDF/TPU共混膜的热动力学成膜机制研究

本文主要探讨了PVDF/TPU共混中空纤维膜通过相转化法制备过程中热力学性质和动力学行为的关键影响因素。研究团队聚焦于以下几个核心点： 1. 热力学性质：随着铸膜液和添加剂浓度的增加，体系的相容性下降，可能导致相分离现象加剧。这体现了热力学上的促进作用，即高浓度可能导致相分离的可能性增大，因为不兼容的两相更容易在一定条件下分异。 2. 动力学行为：铸膜液的运动粘度上升，流变阻力增强，会减缓高分子链的运动，从而降低相分离的速度，延长其发生的时间。这种阻力是动力学上的阻碍作用，意味着较高的粘度会抑制膜的形成过程。 3. 凝胶浴参数：凝胶浴的温度和组成以及芯液的成分主要受动力学扩散机制控制。温度和浓度的变化会影响溶剂-非溶剂之间的扩散速率，从而影响相分离的形式，从即时相分离逐渐转变为延迟相分离。 4. 相分离形式：扩散系数的大小决定了相分离的动态过程，当扩散系数减小时，膜的形成过程变得更缓慢，更倾向于形成大孔结构。 5. 成膜机理：通过分析膜断面的电镜照片，研究者从相态变化的角度深入理解膜的结构和大孔膜形成的具体机理，包括表面球粒状结构、致密膜、海绵状结构和大孔结构的形成过程。 6. 应用背景：PVDF由于表面能低，容易产生吸附污染，通过与TPU共混，可以改善膜的性能，如亲疏水性、结构和孔径分布，提高膜的机械强度和热稳定性，降低生产成本。 这篇论文提供了对PVDF/TPU共混膜相转化法制备过程中的热力学和动力学行为的深入理解和控制策略，对于优化膜的性能和提升膜技术的实际应用具有重要的指导意义。