Nel 1960, il primo film sottile commerciale fu preparato dal processo di trasformazione di fase, segnando così un'importante pietra miliare nel campo della tecnologia di separazione della membrana. Dopo questa grande invenzione, anche la separazione del gas, la micro filtrazione, l'ultrafiltrazione e l'osmosi inversa, ecc. Al momento, l'applicazione della tecnologia di separazione della membrana copre quasi tutti i campi industriali, come il campo di biotecnologia, energia, elettronica, applicazioni ambientali e chimiche. Dagli anni '80, numerosi studi hanno riportato le caratteristiche delle prestazioni delle membrane PVDF. Rispetto ad altri materiali polimerici commerciali, il fluoruro di polivinilidene (PVDF) come materiale di membrana ha attirato molta attenzione. Questo perché il materiale al fluoruro di polivinilidene ha prestazioni eccellenti, come elevata resistenza meccanica, buona stabilità termica, forte resistenza chimica, elevata resistenza all'acqua, questo articolo è principalmente quello di studiare ed esplorare le prestazioni del materiale di fluoruro di polivinilidene, più nella comprensione di profondità delle caratteristiche di PVDF.

Membrana di fluoruro di polivilidene (PVDF)

Negli ultimi anni, la membrana di fluoruro di polivinilidene (PVDF) è diventata uno dei materiali di membrana più popolari. Sebbene le membrane PVDF non siano idrofobiche come il politetrafluoroetilene (PTFE) e il polipropil (PP), rispetto ad altri materiali come poliimmide (PI), polietere solfone (PE) e polisulfone (PS), membrane PVDF sono più idrofobici. A causa della complessità e della particolarità della selezione del solvente, la preparazione del film in polipropilene e del film PTFE per conversione di fase presenta limitazioni. Pertanto, PVDF è ancora la migliore scelta di materiale di membrana nel campo dell'applicazione, come la distillazione della membrana e l'applicazione del contattore della membrana. Il motivo di questa conclusione è che il PVDF può essere facilmente sciolto in solventi organici comuni. Una serie di indagini ha dimostrato che il metodo di trasformazione di fase utilizza una precipitazione di immersione molto semplice per preparare membrane PVDF porose. Inoltre, la stabilità termica della membrana PVDF lo rende una scelta ottimale e un popolare materiale a film sottile per una vasta gamma di applicazioni industriali. Grazie all'elevata resistenza meccanica e all'eccellente resistenza chimica, la membrana PVDF è una scelta migliore rispetto ad altri materiali di membrana. Le sue proprietà eccezionali lo rendono più adatto per le applicazioni di trattamento delle acque reflue. Inoltre, la membrana PVDF può essere purificata da un processo di estrazione a basso livello per produrre un polimero puro a sé stante. Ciò consente di essere ampiamente utilizzato nei campi della biomedicina e della biosepazione. Diversamente dagli altri polimeri cristallini, il PVDF stesso ha un alto grado di compatibilità con altri polimeri, come poli (metilmetacrilato) (PMMA), tra una varietà di componenti di solvente misti. Questa proprietà può aiutare la membrana a perfezionare le proprie prestazioni e migliorare, migliorare le prestazioni nel processo di preparazione della membrana. Inoltre, alcune funzioni specifiche possono essere ottenute mediante ulteriori modifiche chimiche e il collegamento incrociato può anche essere eseguito quando esposti alle radiazioni del fascio di elettroni o alle radiazioni gamma.

Oltre ai materiali della membrana PVDF, ci sono alcuni altri materiali di membrana fluoropolimero, come il poli (vinilidene fluoruro - esafluoropropilene) (P (vdf - hfp)), ecc. A causa dell'aggiunta di componenti di fase amorfo di pVf materiale. Pertanto, il materiale di membrana P (VDF - HFP) ha un'applicazione più promettente nell'applicazione del contattore della membrana rispetto al materiale di membrana PVDF. P (VDF - HFP) può anche essere usato come materiale di separazione nel campo delle batterie ricaricabili di litio - ioni, perché contiene più capacità di dominio amorfo amorfo che possono bloccare grandi quantità di elettroliti liquidi.

Stabilità termica di PVDF

Come tutti sappiamo, PVDF ha attirato un'ampia attenzione nel campo dell'applicazione a causa della sua eccellente stabilità termica. In generale, i fluoropolimeri sono più stabili degli idrocarburi. L'elevata elettronegatività degli atomi di fluoro sulla catena e le elevate prestazioni di dissociazione del legame C - F forniscono al fluoropolimero ad alta stabilità. Sebbene generalmente stabile o inerte, è stato osservato il degrado del PVDF durante le operazioni ad alta temperatura. La degradazione termica di PVDF è stata studiata nel vuoto di media, lieve e alta temperatura. I risultati mostrano che la degradazione termica di PVDF ad alta temperatura sotto vuoto è causata dalla deidrofluorinazione (o perdita di HF), che è anche il meccanismo di degradazione termica. La vicinanza può portare a una serie di reazioni chimiche, inclusa la formazione di doppi legami di carbonio (C = C = C) o reticolazione polimerica. FICO. 1 mostra un diagramma schematico del possibile meccanismo di deidrofluorinazione in PVDF. Suggerivano altre possibili risposte, come la formazione di radicali liberali

La degradazione termica non - uniforme di PVDF è il risultato della cristallizzazione a 160 ℃. È stato osservato che i campioni di membrana PVDF hanno mostrato decolorizzazione irregolare a diversi tassi di degradazione. Ciò è dovuto alle diverse forme dei pellet. Il processo di degradazione si verifica principalmente nella regione cristallina piuttosto che nella regione amorfa, mentre ciò non si verifica in altri processi di degradazione dei polimeri. La scomparsa del fluoruro di idrogeno controlla il processo di degradazione in cui una piccola catena è rotta o incrociata - I risultati del trattamento termico mostrano che i cambiamenti compositivi e conformazionali nelle catene molecolari appaiono nello spettro a infrarossi a causa dell'esistenza di un gran numero di bande di assorbimento aggiuntive nel processo di cristallizzazione e sono lunghe

Resistenza chimica di PVDF

PVDF è diverso dalla maggior parte dei prodotti chimici in quanto è sciolto in solventi parziali con una buona stabilità chimica. Alcuni di questi solventi includono molti prodotti chimici aggressivi, come alogeni e ossidanti, acidi inorganici, nonché solventi lipidici, aromatici e clorurati. Secondo le informazioni fornite da uno dei principali fornitori di PVDF, vale a dire Akama Corporation, la stabilità chimica di PVDF è considerata la più eccezionale tra le sostanze chimiche di cui sopra. Tuttavia, la buona stabilità chimica di PVDF è stata gravemente danneggiata per esteri, chetoni e forti soluzioni alcali. Pertanto, la stabilità chimica della membrana PVDF è una preoccupazione nell'applicazione del trattamento delle acque reflue o del contattore della membrana per l'assorbimento di gas acido. Il motivo è che la membrana PVDF è collocata in una forte soluzione alcalina e sottoposta a lavaggio chimico alcalino, che ne riduce notevolmente la stabilità.

Finora, solo pochi studi sulla stabilità chimica delle membrane PVDF sono stati trovati rilevanti per questa applicazione. Dopo il trattamento alcali caldo, il colore di fluorurazione dei film di PVDF è diventato più scuro, indicando che la deidrofluorinazione nella catena polimerica ha portato alla formazione di legami C = C. Le indagini hanno dimostrato che gli attacchi chimici di idrossido di sodio sulle membrane PVDF possono essere accelerati applicando la pressione. E quando viene applicata una pressione sufficiente, le crepe compaiono nella membrana. Hanno dimostrato che la soluzione di idrossido di sodio può attaccare chimicamente la conformazione alfa su PVDF e può osservare lo sbiadimento dei campioni di PVDF immersi in soluzione di idrossido di sodio. Allo stesso tempo, la reazione tra PVDF e soluzione acquosa di idrossido di sodio è stata studiata in presenza o assenza di sale di ammonio quaternario o alogenuro di fosforo come catalizzatore di trasferimento di fase. Il cambio di colore di PVDF è stato osservato dopo che la membrana è stata immersa in soluzione acquosa di idrossido di sodio per alcune ore a temperature elevate e questa reazione è stata notevolmente accelerata con la presenza di bromuro di tetrabutilammonio (TBAB), di cui TBAB è un buon catalizzatore per le polveri. I risultati dell'infrarosso di trasformazione di Fourier (FTIR) hanno rivelato la formazione di legami doppi e tripli di carbonio, che sono stati attribuiti all'eliminazione delle molecole di fluoro di idrogeno. Sulla base delle informazioni sopra descritte, è possibile trarre diverse conclusioni: nella conformazione alfa, la soluzione di idrossido di sodio attacca chimicamente PVDF e

Decolorare il suo colore; L'attacco chimico/reazione dell'idrossido di sodio su PVDF può essere ulteriormente accelerato con l'aumentare della temperatura e la presenza di catalizzatore. I fattori di cui sopra, come temperatura, pressione, tempo di esposizione, frequenza del ciclo di attacco, concentrazione chimica e tipo di stress meccanico, hanno un'influenza molto importante sulla chimica della membrana PVDF. La ricerca pertinente sarà di grande significato, ma è ancora molto impegnativa.

Il motivo per cui il film di fluoruro di polivinilidene è così preoccupato e applicato è che rispetto ad altri film di materiale polimerico, ha proprietà eccezionali, come stabilità termica ultra - elevata, stabilità chimica e proprietà meccaniche, stabilità di idrolisi. Ora nel mercato delle applicazioni della membrana, la membrana PVDF ha assunto una posizione dominante assoluta, mostrando un effetto di trattamento super alto. Nonostante ciò, le prestazioni della membrana saranno ancora interessate e alcuni difetti saranno lasciati nel processo di candidatura.

1) A causa dell'elevata idrofobicità della membrana PVDF, l'applicazione effettiva richiede la capacità idrofila della membrana PVDF, quindi verrà eseguita la relativa modifica idrofila della membrana PVDF. Il processo di trattamento della membrana PVDF può portare al cambiamento di cristallinità o morfologia della membrana e al cambiamento di resistenza meccanica o resistenza all'impatto della membrana causata da vicino e intrecciato.

2) Quando la membrana PVDF viene trattata ad alta temperatura, porterà alla reazione di deidrofluoruro, che riduce notevolmente la stabilità della membrana. Pertanto, dobbiamo prestare attenzione all'influenza della temperatura quando si tratta di membrana PVDF.

3) Oltre agli effetti di cui sopra, la resistenza chimica della membrana PVDF sarà influenzata da alcuni solventi, come forti soluzioni alcali, esteri e chetoni