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膜形成过程的热力学和动力学

  膜沉淀过程实际上是相分离过程,因此可以用相分离过程的热力学和动力学来解释。


  三元相图和相分离过程

  热力学

  

  

  电图5.1所示的三元相图来讨论膜沉淀过程热力学是很少便的,相图的三个角代表聚台物、溶剂、沉淀剂三个组分,三角形内的任一点表示三组分的混合物。这个休系包括两个区域:所有组分都互溶的单相区和由聚合物宫相(一般为固相)和聚合物贫相(一般为液相)组成的两相区。相图的单相区热力学上是连续的,但实际上可分为液相和固相。聚合物浓度低时,体系是低粘度液体.随浓度的增加.粘度劝加到一定程度就可着成是高粘度的固体。

  

  在膜形成过程中,体系从组成A变为组成C,A代表起始浇铸溶液,C代表最终膜。在组成C,两相处于平衡状态,形成膜结构的固相由点S表示,构成膜孔的液相由点L表示。在直线S-L上C点的位置决定膜的总孔隙率。整个沉淀过程可用A到C的轨迹来表示,在此过程,溶剂不断地被沉淀剂代替。点B是聚合物的沉淀点,随沉淀的继续进行,将失去更多的溶剂,聚合物岔相的粘度增加,当粘度增加到足以把沉淀的聚合物否作固态时,就称它为固化点,图中用D表示,这时聚合物的帷体运动将受到限制。溶剂和沉淀剂的进二步交换引起休积变化,这就导致聚合物富相的收缩。为使问题简化,他们首先讨论常温常压下二元体系相分离或沉淀过程的基木热力学关系。


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