DOI: 10.3390/polym13050790
本研究從組成和制備技術兩方面出發，制備了一種新型高分子膜。使用N-甲基吡咯烷酮（NMP）和N，N-二甲基甲酰胺（DMF）混合溶劑，以氯化鋰（0.05-0.5wt％）為添加劑，制備了聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PcH）和聚醚砜（PES）的混合物（總聚合物濃度為18wt％）。該新型膜結構是由靜電紡絲和相轉化技術相結合制備而成的。利用掃描電子顯微鏡成像、能量色散X射線、差示掃描量熱儀、熱重分析和傅里葉變換衰減全反射紅外光譜對所制備的膜進行表征。此外，測定了該膜的靜態水接觸角、膜厚度、孔隙率、表面粗糙度以及水蒸氣滲透性。使用ImageJ軟件估算了其平均纖維直徑。另外，還研究了PcH濃度和凝固浴溫度的變化對所制備膜性能的影響。所研制的新型膜具有良好的性能和特點，是一種適用于膜蒸餾（MD）的膜，其具有較高的孔隙率（84.4％±0.6）、疏水表面（136.39°±3.1靜態水接觸角）和約4.37×10-5 g·m/m2·day·Pa的水蒸氣透過率。綜上所述，所制備的膜在性能和經濟價值方面均優于市售MD膜。
圖1.（A）聚醚砜（PES），（B）聚偏氟乙烯（PVDF）和（C）聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PcH）聚合物的結構。
圖2.（A）靜電紡絲工藝示意圖，（B）后處理之前所制備膜的照片。
圖3.不同膜涂料的靜態水接觸角（A），與氯化鋰濃度（wt％；B）和膜涂料中PcH聚合物濃度（wt％；C）的關系。
圖4.膜孔隙率隨氯化鋰濃度（wt％；A），PcH聚合物濃度（wt％；B）和凝固浴溫度（℃；C）的變化而變化。
圖5.表面粗糙度與膜涂料組成（wt％；A），膜涂料中PcH聚合物濃度（wt％；B），以及凝固浴溫度（℃；C）的關系。
圖6.表面粗糙度與LiCl濃度（wt％；A）和膜涂料中PcH聚合物濃度（wt％；B）的關系。
圖7.使用1NMP:9DMF溶劑混合物制備，并通過（A）在60℃下加熱和（B）在40℃下進行相轉化（無LiCl添加劑）的PcH/PES共混膜的SEM圖像。X500下的表面圖像以及X2000和X5000下的橫截面圖像。
圖8.使用1NMP:9DMF溶劑混合物制備，并通過（A）在60℃下加熱和（B）在40℃下進行相轉化（含LiCl添加劑）的PcH/PES共混膜的SEM圖像。X10000下的表面圖像以及X2000和X10000下的橫截面圖像。
圖9.純PcH、純PES和PcH/PES共混膜在60℃（EH）下加熱后處理，在40℃下進行相轉化后處理的SEM成像，放大倍率為X10000。
圖10.PcH/PES共混膜在40℃下進行相轉化后處理的SEM橫截面成像。放大倍率為X1000和X10000。
圖11.純聚合物（A）以及使用純和/或混合溶劑制備的PcH/PES共混膜（B）的TGA。
圖12.PES聚合物（a），PcH聚合物（b）以及在不同條件下經不同后處理的PcH/PES混合膜（c-e）的差示掃描量熱儀（DSC）分析。
圖13.使用不含（a）和含（b）LiCl添加劑的NMP/DMF溶劑混合物制備的PcH/PES混合膜的傅里葉變換衰減全反射紅外光譜（FTIR-ATR）。
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