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EVOH及其与PP、PET纳米纤维膜制备和性能研究

作　者: 祝可颖
导　师: 肖茹
学　校: 东华大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 纳米纤维膜 孔径分布 比表面积 水通量 过滤阻力
分类号: TQ342.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


纳米纤维因其较大的比表面积、较高的长径比、较低的质量等优异的性能使其具有广泛的应用领域。因此,采用纳米纤维制备的纳米纤维膜不仅拥有纳米纤维优异的性能,同时具有高孔隙率、小孔径及孔径分布、良好空间结合性等结构特点。本文首先利用热塑性高聚物/醋酸丁酸纤维素酯不相容体系共混熔融挤出过程中形成纳米尺度纤维状分散相的途径制备乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)纳米纤维,并研究其表面形貌、结晶性能等。随后采用湿法成网法制备EVOH纳米纤维膜,分析EVOH纳米纤维膜的形态、力学性能、孔隙率、比表面积、孔径及孔径分布等性能,结果表明：纳米纤维的平均直径范围为162-260nm; EVOH纳米纤维膜的孔径大小与纤维直径密切相关,EVOH纳米纤维直径增大,其功能膜的孔隙率增大、比表面积减小,力学性能也有所增加。其次,选用聚丙烯(PP)纳米纤维和EVOH纳米纤维经湿法成网法制备PP/EVOH复合纳米纤维膜,研究了复合纳米纤维膜的形态、孔隙率、孔径、比表面积、水通量和过滤阻力等性能。结果表明：加入直径较大的PP纳米纤维后PP/EVOH复合纳米纤维膜较EVOH纳米纤维膜的孔隙率变大,水接触角变大,孔径及孔径分布变宽；随测试时间延长,PP/EVOH复合纳米纤维膜的水通量有所降低,且采用的操作压力越大下降的越明显；热处理使其孔径变小但其孔隙率明显降低,导致水通量明显下降,影响使用性能；复合纳米纤维膜对TiO2的截留率可达95%；随着过滤的进行,PP/EVOH复合纳米纤维膜的水通量下降,过滤阻力增加,膜孔堵塞、吸附阻力以及沉积滤饼的阻力是造成复合纳米纤维膜水通量下降的主要原因。最后,选用EVOH纳米纤维和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纳米纤维经湿法成网制备EVOH/PET复合纳米纤维膜,研究了EVOH/PET复合纳米纤维膜的形态、孔隙率、孔径、比表面积、力学性能、水通量和过滤阻力等性能。结果表明：随着EVOH纳米纤维含量的增加,EVOH/PET复合纳米纤维会更均匀的分散在水介质中,且所得EVOH/PET复合纳米纤维膜的孔隙率均比PET纳米纤维膜高,力学性能也会有不同程度的增加,孔径变小且更加集中；热处理后,复合纳米纤维膜的力学性能显著增加,且孔隙率和水通量并没有很明显差异。热处理EVOH/PET(30/70)复合纳米纤维膜对Ti02溶液的过滤效率可达90%以上；随着过滤的进行,复合纳米纤维膜的渗流通量下降、过滤阻力增加,除了膜表面沉积滤饼的阻力和膜孔堵塞阻力外,纳米纤维膜的自身阻力也是造成水通量下降的一个重要原因。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章 绪论  12-24
  1.1 纳米纤维的研究进展  12-14
    1.1.1 熔喷法  12-13
    1.1.2 激光拉伸法  13
    1.1.3 静电纺丝法  13-14
    1.1.4 双组份复合纺丝法  14
  1.2 纳米纤维膜的研究进展  14-18
    1.2.1 纳米纤维膜的特点  14-15
    1.2.2 纳米纤维膜的应用  15-17
    1.2.3 复合纳米纤维膜  17-18
  1.3 纳米纤维膜的表征  18-19
    1.3.1 纳米纤维膜通量测试  18
    1.3.2 过滤精度检测  18
    1.3.3 孔径检测  18-19
  1.4 本课题研究的内容与意义  19-20
  参考文献  20-24
第二章 EVOH纳米纤维及其功能膜的制备和性能研究  24-38
  2.1 引言  24-25
  2.2 实验部分  25-27
    2.2.1 实验原料  25
    2.2.2 实验仪器  25
    2.2.3 样品制备  25-26
    2.2.4 测试与表征  26-27
  2.3 结果与讨论  27-35
    2.3.1 EVOH纳米纤维形态  27-29
    2.3.2 EVOH纳米纤维的红外分析  29-30
    2.3.3 EVOH纳米纤维膜的结晶性能  30-31
    2.3.4 EVOH纳米纤维膜的形态结构  31
    2.3.5 EVOH纳米纤维膜孔隙率  31-32
    2.3.6 EVOH纳米纤维膜孔径分布  32-33
    2.3.7 EVOH纳米纤维膜的比表面积  33-34
    2.3.8 EVOH纳米纤维膜的力学性能  34-35
  2.4 本章小结  35-36
  参考文献  36-38
第三章 PP/EVOH复合纳米纤维膜的制备和性能研究  38-55
  3.1 引言  38-39
  3.2 实验部分  39-43
    3.2.1 实验原料  39
    3.2.2 实验仪器  39-40
    3.2.3 样品制备  40
    3.2.4 测试与表征  40-43
  3.3 结果与讨论  43-52
    3.3.1 PP/EVOH复合纳米纤维膜的形态结构  43-45
    3.3.2 PP/EVOH复合纳米纤维膜的孔隙率与接触角  45-47
    3.3.3 PP/EVOH复合纳米纤维膜的孔径及孔径分布  47-49
    3.3.4 PP/EVOH复合纳米纤维膜的水通量测试  49-51
    3.3.5 PP/EVOH复合纳米纤维膜对Ti02的过滤性能  51
    3.3.6 PP/EVOH复合纳米纤维膜的过滤阻力  51-52
  3.4 本章小结  52-53
  参考文献  53-55
第四章 EVOH/PET复合纳米纤维膜的制备和性能研究  55-71
  4.1 引言  55-56
  4.2 实验部分  56-58
    4.2.1 实验原料  56
    4.2.2 实验仪器  56-57
    4.2.3 样品制备  57
    4.2.4 测试与表征  57-58
  4.3 结果与讨论  58-68
    4.3.1 EVOH/PET复合纳米纤维膜的形态结构  58-60
    4.3.2 EVOH/PET复合纳米纤维膜的力学性能  60-61
    4.3.3 EVOH/PET复合纳米纤维膜的孔隙率与接触角  61-63
    4.3.4 EVOH/PET复合纳米纤维膜的孔径及孔径分布  63-65
    4.3.5 EVOH/PET复合纳米纤维膜的水通量测试  65-66
    4.3.6 EVOH/PET复合纳米纤维膜对Ti02的过滤性能  66-67
    4.3.7 EVOH/PET纳米纤维膜的过滤阻力  67-68
  4.4 本章小结  68-69
  参考文献  69-71
第五章 结论  71-72
攻读硕士学位期间发表学术论文目录  72-73
致谢  73

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 化学纤维工业 > 合成纤维 > 其他改性合成纤维
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