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本技術(shù)關(guān)鍵是開發(fā)合適的鑄膜液配方和確定合適的紡絲工藝參數(shù)。我們通過(guò)研究PVDF/稀釋劑體系的相分離行為、聚合物與稀釋劑、稀釋劑與凝固浴之間的作用關(guān)系，開發(fā)了高強(qiáng)度、高通量、耐污染PVDF膜的制備技術(shù)，制備的PVDF膜廣泛應(yīng)用于水處理、食品加工、化工分離等領(lǐng)域。

含油污水是一種嚴(yán)重的環(huán)境污染源,每年全世界范圍內(nèi)都會(huì)產(chǎn)生大量的含油污水。含油污水化學(xué)需氧量(COD)高,若不經(jīng)過(guò)有效處理就排放到環(huán)境中,會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。膜法處理含有污水與傳統(tǒng)方法相比,具有不需加入其它試劑、濃縮產(chǎn)物易于回收或處理、分離過(guò)程受油的組成的影響小、設(shè)備費(fèi)用和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),具有較大的優(yōu)勢(shì)。膜法處理含油污水要求膜具有較高的親水性或者較高的疏水性,但是常見的疏水膜材料有水通量低和易污染的缺點(diǎn),常見的親水膜材料又往往具有成膜性能差或者在水中穩(wěn)定性差的缺點(diǎn),因此本課題采用成膜性能良好的聚偏氟乙烯(PVDF)進(jìn)行親水改性,以期得到機(jī)械強(qiáng)度、成膜性能及油水分離性能均良好的超濾膜。制備的中空纖維膜具有良好的性能,純水通量可達(dá)400L·m-2·h-1以上,對(duì)煤油濃度為50mg·L-1的含油污水的截留率可達(dá)95%以上,對(duì)濃度范圍在5～100mg·L-1之內(nèi)的含油污水均有較高的截留率,且具有良好的抗污染能力,機(jī)械強(qiáng)度也符合使用要更多。

1） 海綿狀的完整非對(duì)稱結(jié)構(gòu)使膜絲具有卓越的機(jī)械性能，延長(zhǎng)了膜組件的使用壽命；2） 互穿的網(wǎng)絡(luò)化支撐層孔隙充分降低了流體的透過(guò)阻力，膜通量提高了30～50%，膜絲的拉伸強(qiáng)度從2.5 MPa提高到4.5MPa。同時(shí)膜絲表面孔徑分布均一，保證了膜的過(guò)濾精度；3） 制備過(guò)程中引入嵌段共聚物使膜具有極好的親水性及優(yōu)異的抗污染性能；4） 聚偏氟乙烯(PVDF)膜材料具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，可耐受5000ppm的游離氯濃度，適用的pH范圍廣，不易受到酸堿等化學(xué)品的腐蝕。

本項(xiàng)目通過(guò)合理的膜液配方與紡絲工藝設(shè)計(jì)，制備出完整無(wú)缺陷的非對(duì)稱性PVDF中空纖維膜，這種膜結(jié)構(gòu)沒(méi)有大孔生長(zhǎng)，因此表現(xiàn)出高度的完整性、微觀結(jié)構(gòu)的圴勻性、具有高開孔率的膜表面分離層、可靠的機(jī)械性能和較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性。得到的中空纖維膜具有完整非對(duì)稱多孔結(jié)構(gòu)，膜孔從皮層到支撐層逐步增大，而且呈互穿的胞腔狀或網(wǎng)絡(luò)狀。膜通量提高了30～50%，且具有耐污染和易清洗的突出優(yōu)勢(shì)；由于徹底消除了支撐層中的大孔，膜絲的拉伸強(qiáng)度從2.5 MPa提高到4.5MPa。

我國(guó)氟礦石資源豐富，但含氟高分子生產(chǎn)位于國(guó)際產(chǎn)業(yè)鏈低端；國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)編制的《中國(guó)制造2025》重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖中提到“重點(diǎn)發(fā)展聚偏氟乙烯”等新材料。我校開發(fā)了聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物等的合成技術(shù)，包括聚合法和還原法，研究得到了國(guó)家（自然科學(xué)基金會(huì)杰青B 類和面上項(xiàng)目）支持。我校與

項(xiàng)目背景：1.隨著動(dòng)力電池能量密度的不斷提升，對(duì)電池安 全性的要求也越來(lái)越高。隔膜作為鋰離子電池的重要組成部分之 一，可提供鋰離子傳輸通道，并且防止正、負(fù)極接觸發(fā)生短路， 對(duì)鋰離子電池的安全性具有非常重要的影響。油性聚偏氟乙烯 （PVDF）主要由韓國(guó) LG 等電池企業(yè)把控技術(shù)，國(guó)內(nèi)受制于工藝 不完善、配套設(shè)備跟不上等問(wèn)題，始終無(wú)法實(shí)現(xiàn)突破。研發(fā)具有 優(yōu)異電化學(xué)性能、安全性高的 PVDF 膜是國(guó)內(nèi)提高電池安全性能 的重要途徑之一。2.目前國(guó)內(nèi)外企業(yè)如旭化成、陶氏、GE、北京 碧水源、天津膜天等主要采用等非溶劑致相分離制備聚偏氟乙烯 中空纖維膜，應(yīng)用于凈水處理及污水處理領(lǐng)域中，但市場(chǎng)上尚未 發(fā)現(xiàn)有熱致相分離法制備聚偏氟乙烯平板一體膜產(chǎn)品。本項(xiàng)目已 對(duì)聚偏氟乙烯原材料、溶劑體系進(jìn)行初步篩選，進(jìn)行了不同制備 工藝的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，得到不同性能的聚偏氟乙烯平板一體膜，具備 一定的研發(fā)基礎(chǔ)。 所需技術(shù)需求簡(jiǎn)要描述：1.采用熱致相分離方法加工聚偏氟 乙烯（PVDF）材料，通過(guò)對(duì)原材料體系、溶劑體系、加工工藝的 篩選優(yōu)化，通過(guò)開發(fā)配套的熱法工藝設(shè)備，制備出具有高孔隙率、 高均勻性的微孔一體膜。2.提供微相分離、破膜溫度、高倍率隔 膜微觀孔結(jié)構(gòu)的檢測(cè)、電池安全性能檢測(cè)，為轉(zhuǎn)化生產(chǎn)提供各項(xiàng)數(shù)據(jù)的技術(shù)支持。  對(duì)技術(shù)提供方的要求:擁有一定的研發(fā)基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)的技術(shù)團(tuán) 隊(duì)和科研單位，相關(guān)研究成果處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。