基于PP针刺毡为基底的PU/PP复层型过滤膜的研究

【摘要】复合材料具有任何单一材料所无法比拟的优势，是目前及至将来过滤材料的必然发展趋势。聚丙烯针刺非织造布作为过滤材料有着良好的理化性能以及广阔的应用前景，但若要将非织造布应用于更精细的过滤使用，则仍需要利用高分子聚合物复合的方式达到。本课题是在掌握聚氨酯合成及致孔的工艺基础上，对经单侧热压烫平处理后的聚丙烯针刺毡进行进一步复合处理，采用聚氨酯多孔膜与聚丙烯针刺毡层压复合和直接聚氨酯乳液涂层复合的方式，制得以PP针刺毡为基底的PU/PP复层型过滤膜，并对PU/PP复层型过滤膜的性能进行了初步的探究。聚氨酯多孔膜的制备及其性能研究表明，扩链剂用量对聚氨酯乳液及其膜有较大的影响。当BDO与PTMG摩尔比为3:1时，聚氨酯膜的接触角达到最小，但聚氨酯乳液的黏度增至最大值3452.08mPas，同时聚氨酯膜的拉伸性能也达到了最大。选用乙二醇小分子致孔剂可使聚氨酯膜具有较高的孔隙率，透湿性以及拉伸性能，而通过将聚乙二醇-200与乙二醇混合做致孔剂的方法，聚氨酯多孔膜的透湿性则进一步提高到4707.8g/(m2d)，其接触角也有一定改善但程度较小。采用干法、湿法的成膜方式以及层压、涂层的复合方式，制备了四种PU/PP复层过滤膜。研究发现，层压制备的复合过滤膜表面均匀，干法的膜表面孔与孔之间相互连通，表面孔隙率极高，因而干法层压制备的PU/PP复层过滤膜的浸润性也较好。此外PP针刺毡的毛细效应促使PU/PP过滤膜也呈现较好的导水性，但会随厚度的增加而明显下降。层压法制备的PU/PP复层膜具有很高的水通量，其最高水通量可达2729L/(m2h)。由于两者界面间结合力小，聚氨酯膜不能对PP针刺毡的强力其到辅助作用，复层膜的力学性能主要依赖于针刺毡本身的机械性能。涂层法制备的PU/PP复层过滤膜表面的形貌，其表面更为粗糙，且孔径更小，数量较少，浸润性也相对较差。且涂层法会使聚氨酯乳液渗入到PP针刺毡的缝隙中，占据PP纤维间的空隙，从而削弱PP针刺毡本身的导水性。从而也间接影响了PU/PP复层膜的渗水性，涂层得到的复层膜其水通量最大值仅为382.17L/(m2h)。但涂层法能加强PU与PP之间的截面结合力，从而提高PU/PP复层型过滤膜的强力。
【作者】陈雪菲；
【导师】胡国樑；
【作者基本信息】浙江理工大学，纺织材料与纺织品设计，2014，硕士
【关键词】聚氨酯膜；复层过滤膜；透湿性；水通量；

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