项目名称: 热致相分离法制备聚丙烯腈中空纤维膜及膜孔结构与成形机理研究

项目编号: No.21206123

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 化学工程及工业化学

项目作者: 韩娜

作者单位: 天津工业大学

项目金额: 25万元

中文摘要: 聚丙烯腈(PAN)中空纤维膜具有成本低廉、耐腐蚀、抗老化、亲水性较好等特点,但国内外一直只能采用溶液纺丝法制备,膜结构不易控制、力学性能差,工艺复杂、能耗高且污染环境。本课题以自制的可熔融丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物(AN-MA)为基体,采用热致相分离法(TIPS)结合拉伸工艺制备PAN中空纤维膜。主要在以下三方面展开研究:1)混合稀释剂与AN-MA的相互作用对相图及相分离过程的影响;2)非等温及应力作用下膜孔结构的变化规律及成形机理,完善非等温液滴生长动力学,建立应力下膜孔生长动力学模型,实现膜孔结构的可控;3)纺丝工艺对PAN中空纤维膜结晶和取向的影响规律;超临界流体萃取对膜结构及性能的影响。总体目标:建立TIPS法制备PAN中空纤维膜的基础理论,在理论和实验的支持下,实现膜孔和纤维结构的可控。项目成果符合绿色低碳的要求,进一步丰富TIPS的基础理论,促进PAN中空纤维膜的快速、稳定发展。

中文关键词: 丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物;热致相分离;微孔膜;结构;性能

英文摘要: Polyacrylonitrile (PAN) hollow fiber is low price, corrosion-resistant, and ageing-resistant. It also has good biocompatibility and hydrophilicity. However, the conventional approach for producing PAN-based fiber is solution-spininning. The membrane structure is not easy to be controlled and has a poor mechanical property. Furthermore, solution spinning is complex, high power consumption and polluting the environment. In this study, the melt processable acrylonitrile-methylacrylate copolymer (AN-MA) was used as a precursor, the AN-MA hollow fibers were formed by thermally induced phase separation method (TIPS) and stretching. This project will be identified mainly in the following three aspects: 1) the interactions between thinner mixture and AN-MA copolymer, effects of the interactions on the phase separation behaviors and phase diagrams; 2) the changing law and forming mechanism of pore structure under non-isothermal and stress conditions, completing non-isothermal kinetics of droplet growth, establishing growth kinetics model of membrane pore under stress condition; 3) influences of spinning technology on the crystallization and orientation of PAN hollow membrane, effects of supercritical extraction on structures and properties of hollow fiber. We aimed at establishing a basic theory of preparing PAN hollow m

英文关键词: poly(acrylonitrile-co-methyl acrylate);Thermally induced phase separation;Microporous membranes;structure;property

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