În 1960, primul film subțire comercial a fost pregătit prin procesul de transformare a fazelor, marcând astfel o etapă importantă în domeniul tehnologiei de separare a membranei. După această mare invenție, separarea gazelor, micro -filtrarea, ultrafiltrarea și osmoza inversă, etc., au început să fie, de asemenea, industrial la scară largă. În prezent, aplicarea tehnologiei de separare a membranei acoperă aproape toate domeniile industriale, cum ar fi domeniul biotehnologiei, energiei, electronicelor, aplicațiilor de mediu și chimice. Începând cu anii 1980, o serie de studii au raportat caracteristicile de performanță ale membranelor PVDF. În comparație cu alte materiale polimerice comerciale, fluorura de poliviniliden (PVDF) ca material de membrană a atras multă atenție. Acest lucru se datorează faptului că materialul cu fluorură de poliviniliden are performanțe excelente, cum ar fi rezistența mecanică ridicată, stabilitate termică bună, rezistență chimică puternică, rezistență ridicată la apă, acest articol este în principal pentru a studia și explora performanța materialului cu fluor de poliviniliden, mai mult în înțelegerea în profunzime a caracteristicilor PVDF.

Membrană cu fluor de poliviniliden (PVDF)

În ultimii ani, membrana cu fluorură de poliviniliden (PVDF) a devenit unul dintre cele mai populare materiale cu membrană. Deși membranele PVDF nu sunt la fel de hidrofobe ca politetrafluoroetilenul (PTFE) și polipropilul (PP), în comparație cu alte materiale precum polimidă (PI), sulfona polieter (PE) și polisulfona (PS), membranele PVDF sunt mai hidrofobe. Datorită complexității și particularității selecției solventului, prepararea filmului de polipropilenă și a filmului PTFE prin metoda de conversie a fazelor are limitări. Prin urmare, PVDF este încă cea mai bună alegere a materialului cu membrană în domeniul aplicației, cum ar fi distilarea membranei și aplicarea contactorului de membrană. Motivul acestei concluzii este că PVDF poate fi ușor dizolvat în solvenți organici comuni. O serie de investigații au arătat că metoda de transformare a fazelor folosește o precipitație de imersiune foarte simplă pentru a pregăti membrane PVDF poroase. Mai mult decât atât, stabilitatea termică a membranei PVDF îl face o alegere optimă și un material popular de film subțire pentru o gamă largă de aplicații industriale. Datorită rezistenței sale mecanice ridicate și a rezistenței chimice excelente, membrana PVDF este o alegere mai bună decât alte materiale cu membrană. Proprietățile sale deosebite îl fac mai potrivit pentru aplicațiile de tratare a apelor uzate. Mai mult, membrana PVDF poate fi purificată printr -un proces de extracție la nivel scăzut pentru a produce un polimer pur propriu. Acest lucru îi permite să fie utilizat pe scară largă în câmpurile de biomedicină și biosepare. Diferentă de alți polimeri cristalini, PVDF în sine are un grad ridicat de compatibilitate cu alți polimeri, cum ar fi poli (metil metacrilat) (PMMA), printre o varietate de componente cu solvent mixt. Această proprietate poate ajuta membrana să -și perfecționeze propria performanță și să se îmbunătățească, să îmbunătățească performanțele mai bune în procesul de pregătire a membranei. În plus, unele funcții specifice pot fi obținute prin modificări chimice suplimentare, iar conectarea încrucișată poate fi, de asemenea, efectuată atunci când sunt expuse la radiații cu fascicul de electroni sau radiații gamma.

În plus față de materialele cu membrană PVDF, există unele alte materiale cu membrană fluoropolimerică, cum ar fi poli (fluorură de viniliden - hexafluoropropilenă) (P (VDF - HFP)), Material cu membrană. Prin urmare, materialul de membrană P (VDF - HFP) are o aplicație mai promițătoare în aplicarea contactorului de membrană decât materialul cu membrană PVDF. P (VDF - HFP) poate fi, de asemenea, utilizat ca material de separare în câmpul bateriilor de litiu reîncărcabile, deoarece conține mai multe capacități de domeniu amorfe amorfe care pot bloca cantități mari de electroliți lichizi.

Stabilitatea termică a PVDF

După cum știm cu toții, PVDF a atras o atenție largă în domeniul aplicării datorită stabilității sale termice excelente. În general, fluoropolimerii sunt mai stabili decât hidrocarburile. Electronegativitatea ridicată a atomilor de fluor pe lanț și performanța ridicată de disociere a legăturii C - F oferă fluoropolimerului o stabilitate ultra - ridicată. Deși, în general, stabilă sau inertă, degradarea PVDF a fost observată în timpul operațiilor de temperatură ridicate - Degradarea termică a PVDF a fost studiată în vid de temperatură medie, ușoară și ridicată. Rezultatele arată că degradarea termică a PVDF la temperatură ridicată sub vid este cauzată de deshidrofluorinare (sau pierderea HF), care este și mecanismul degradării termice. Proximitatea poate duce la o serie de reacții chimice, inclusiv formarea de legături duble de carbon - carbon (C = C) sau reticulare polimerică. SMOCHIN. 1 prezintă o diagramă schematică a posibilului mecanism de deshidrofluorinare în PVDF. A sugerat alte răspunsuri posibile, cum ar fi formarea radicalilor liberali

Degradarea termică non -uniformă a PVDF este rezultatul cristalizării la 160 ℃. S -a observat că probele de membrană PVDF au prezentat decolorizarea inegală la diferite rate de degradare. Acest lucru se datorează diferitelor forme ale peleților. Procesul de degradare are loc în principal în regiunea cristalului, mai degrabă decât în ​​regiunea amorfă, în timp ce acest lucru nu apare în alte procese de degradare a polimerilor. Dispariția fluorului de hidrogen controlează procesul de degradare în care un lanț mic este rupt sau transversal. Rezultatele tratamentului termic arată că modificările compoziționale și conformaționale ale lanțurilor moleculare apar în spectrul infraroșu datorită existenței unui număr mare de benzi de absorbție suplimentare în procesul de cristalizare și sunt de lungă durată

Rezistența chimică a PVDF

PVDF este diferit de majoritatea substanțelor chimice, prin faptul că este dizolvat în solvenți parțiali cu o bună stabilitate chimică. Unii dintre acești solvenți includ multe substanțe chimice dure, cum ar fi halogeni și oxidanți, acizi anorganici, precum și solvenți lipidici, aromatici și clorați. Conform informațiilor furnizate de unul dintre principalii furnizori de PVDF, și anume Akama Corporation, stabilitatea chimică a PVDF este considerată a fi cea mai remarcabilă dintre substanțele chimice menționate mai sus. Cu toate acestea, stabilitatea chimică bună a PVDF a fost grav deteriorată pentru esteri, cetone și soluții alcaline puternice. Prin urmare, stabilitatea chimică a membranei PVDF este o preocupare în aplicarea tratării apelor uzate sau a contactorului membranei pentru absorbția gazelor acide. Motivul este că membrana PVDF este plasată într -o soluție alcalină puternică și supusă unei spălări chimice alcaline, ceea ce reduce considerabil stabilitatea acesteia.

Până în prezent, doar câteva studii privind stabilitatea chimică a membranelor PVDF au fost găsite relevante pentru această aplicație. După tratamentul alcalin la cald, culoarea fluorinării filmelor PVDF a devenit mai întunecată, ceea ce indică faptul că deshidrofluorinarea în lanțul de polimer a dus la formarea legăturilor C = C. Cercetările au arătat că atacurile chimice ale hidroxidului de sodiu pe membranele PVDF pot fi accelerate prin aplicarea presiunii. Și când se aplică suficientă presiune, în membrană apar fisuri. Ei au arătat că soluția de hidroxid de sodiu poate ataca chimic conformația alfa pe PVDF și poate observa decolorarea probelor PVDF cufundate în soluție de hidroxid de sodiu. În același timp, reacția dintre PVDF și soluția apoasă a hidroxidului de sodiu a fost studiată în prezența sau absența sarei cuaternare de amoniu sau a halogenului de fosfor ca catalizator de transfer de fază. Schimbarea de culoare a PVDF a fost observată după ce membrana a fost imersată într -o soluție apoasă de hidroxid de sodiu timp de câteva ore la temperaturi ridicate, iar această reacție a fost foarte accelerată cu prezența tetrabutilamoniului bromură (TBAB), dintre care TBAB este un catalizator bun pentru pulberile negre. Rezultatele cu infraroșu de transformare Fourier (FTIR) au relevat formarea de legături duble și tripluri de carbon - carbon, care au fost atribuite eliminării moleculelor de fluor de hidrogen. Pe baza informațiilor descrise mai sus, se pot trage mai multe concluzii: în conformația alfa, soluția de hidroxid de sodiu atacă chimic PVDF și

Să -și decolorizeze culoarea; Atacul chimic/reacția hidroxidului de sodiu pe PVDF poate fi accelerat în continuare odată cu creșterea temperaturii și prezența catalizatorului. Factorii de mai sus, cum ar fi temperatura, presiunea, timpul de expunere, frecvența ciclului de atac, concentrația chimică și tipul de stres mecanic, au o influență foarte importantă asupra chimiei membranei PVDF. Cercetările relevante vor avea o importanță deosebită, dar este încă foarte dificilă.

Motivul pentru care filmul de fluor de poliviniliden este atât de preocupat și aplicat este faptul că, în comparație cu alte filme de material polimeric, are proprietăți deosebite, cum ar fi stabilitate termică ultra - ridicată, stabilitate chimică și proprietăți mecanice, stabilitatea hidrolizei. Acum, pe piața aplicațiilor de membrană, membrana PVDF a luat o poziție dominantă absolută, arătând un efect de tratament super ridicat. În ciuda acestui fapt, performanța membranei va fi în continuare afectată și unele defecte vor fi lăsate în procesul de cerere.

1) Datorită hidrofobicității ridicate a membranei PVDF, aplicarea reală necesită capacitatea hidrofilă a membranei PVDF, astfel încât se va efectua modificarea hidrofilă aferentă a membranei PVDF. Procesul de tratament al membranei PVDF poate duce la schimbarea cristalinității sau a morfologiei membranei și la schimbarea rezistenței mecanice sau a rezistenței la impact a membranei cauzate de interiorul și interconectarea.

2) Când membrana PVDF este tratată la temperaturi ridicate, aceasta va duce la reacția dehidrofluorură, ceea ce reduce considerabil stabilitatea membranei. Prin urmare, trebuie să acordăm atenție influenței temperaturii atunci când avem de -a face cu membrana PVDF.

3) Pe lângă efectele de mai sus, rezistența chimică a membranei PVDF va fi afectată de unii solvenți, cum ar fi soluții alcaline puternice, esteri și cetone