V 1.13
1997年 7月
高分子材料科学与
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
POLYMERIC M 呵 IAIS SCIEI~ E AND日 lEERING
No 4
Ju1.1997
微孔聚丙烯中空纤维膜
_
_ _ 一 、
(复旦大学延生生化让司.上海.200433)
6
8/
, 摘 要
对蝽耻纺篮一冷却拉坤与熟敢柄分离两种制备擞孔霉雨烯中立片堆睫的蔷 、原理、过程、影响
目素等进行了评递。
词 删 釉 靴 耜 ?
聚丙烯是一类量大面广的高分子材料,具有优畏 化学稳定性与 热绝I缘性,物
舷
理强度高、
价格低廉。聚丙烯赦孔膜价格低廉,化学稳定性和热绝缘性均优于醋酸纤维紊膜和混合纤维紊
膜。聚丙烯膜应用很广,如血液氧台器、电化学电池分离器、膜燕馏、檄滤、超滤、人造皮革、透气
雨衣、外科绷带等。聚丙烯中空纤维膜单位体积的膜表面积比平板膜大 100倍以上,因而传输
速率要快得多。例如,中空纤维单位体积的气体吸收率是聚集塔的3O倍以上 。中空纤维的
液体淬取速率是混合澄清器的600倍以上 ]。聚丙烯中空纤维膜通常可通过熔融纺丝一冷却
拉伸或热致相分离的方法制备。 ’
在熔融纺墼一冷却拉伸(M9[=s)过程中。以纯高聚物熔体进行纺丝,锻孔通过随后冷却拉伸
时作用在膜上的机械力形成。在热致相分离( )过程中,高聚物与稀释荆混合物在高温时形
成均相熔体,随后在冷却时发生固一液或液一液相分离,稀释剂所占位置在去脒后形成微孔。
MSC=s与11PS法制备傲孔膜的过程,成膜条件与孔结构形态的关系正引起人们很大的兴趣并
已有较系统的研究 。复旦大学延生生化公司已用MSCS法生产傲孔聚丙烯中空纤维膜,并
已制成膜式血液氧合器。美国~zoila公司 “”]和 3M公司 已用该法生产聚丙烯微孔膜、
板和中空纤维。这类材料的应用正在开拓之中。本文捌对M9CS与11PS法微孔聚丙烯中空纤
维膜研究发展作一评述。
1 成膜原理
MSCS成膜原理较简单,高聚物熔体挤出时的高应力使高聚物沿挤出方向形成平行排列
的微晶片晶t并在热处理时使该结构进一步完善。在冷拉伸时片晶铺展形成微孔。因此孔径与
分布受结构性能如冷拉伸前的结晶性与中空纤维的取向度的影响嘲。
收穑日期}1995一O6 16I修改稿收到日期-1995一O9 l0
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第4期 孙卫明 馈孔聚丙烯中空耋F维膜
TIPS成膜过程可用平衡热力学与相平衡图来解释。对高聚物一稀释剂体系。可用 Gibbs混
合自由能 a 与它对高聚物体积分数讳的二次微分‘在固定温度丁和压力 P下)来作为相容
性判据:
. < 0 ‘1)
( √却 2)T. > 0 (2)
式中 . 一 一丁 ⋯ 与 一分别代表混合焙与混合熵 。
对于一给定的聚合物一稀释剂体系,△ 与组成的关系在不同温度时出现 3类曲线(Fig.
1):曲线a与式(1)、式(2)不符合.表明体系在该温度下是完全不相容的;由线C在全组成范围
内与式(1)、式(2)相符合,这时体系是完全相容的;处于其间的曲线b虽然满足式(1).但在组
成 和 之间向上弯曲。在拐点组成 和 之间不满足式(2),即在该组成范围内体系不
相容,要发生相分离,以达到自由能最低的平衡态。
对于这一体系.存在一最高临界共溶温度(LUST)To。这从丁 的关系图(Fig.2)中可看
出,图中实线是Fig.1曲线b最低点{殖温度变化的轨迹,我们称为两相共存线;虚线是曲线b拐
点{殖温度变化的轨迹,我们称为亚稳极限线,处于二条曲线之间的区域为亚稳区。当温度降低
至亚稳极限线以下,体系分为两相:聚合物富相和稀释剂富相。
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0
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F 1 Gibbsfre~蛐e ofmixing船 _f衄 叫0n 0f volun~ Fig.2
fn~lion of polymer
Note mininxa. b and 、 tangent
‘~uitibrium dM of equat chemicat potemiat).
inflection pdn 。and .and the Ln{lueaave of
tex ture for B system Ix~sessang aⅡupp盯 cri6ca[
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