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各种分离膜的形成

  1.不对称膜皮层的形成

  

  按照 Loeb和S. Sourirajan制膜法,沉淀剂是在浇铸膜浸在沉淀浴时浸入的,沉淀得非常快,从而形成皮膜结构。分析沉淀过程中聚合物、溶剂和沉淀剂的浓度分布图(图5. 2),有助于理解这种结构的形成。浸渍沉淀的重要特点是,在聚合物溶液和沉淀介质交界面上,所有组分的浓度梯度和活度梯度都非常陡直。山于活度梯度的存在,在交界而上聚合物的迁移不再是无规的,而是指向聚合物溶液。

  

  当浇铸溶液浸入沉淀浴时,溶剂析出,沉淀剂进入,在浇铸膜表面,沉淀剂的浓度很快达到相分离值。而底层内部,聚合物浓度仍然远远地低于相分离的最低浓度。因此,相分离最初发生在膜表面,这里的化学位梯度宏观上是非常陡直的,在垂直于表面的方向上有聚合物的净运动,结果使表面聚合物浓度动加,形成不对称膜的皮层。

  

  2.海绵结构的形成

  

  不对称膜有两种典型的支撑层结构,即海绵结构和指状结构。利用上面描述的沉淀过程可对海绵膜的形成进行满意的解释。浇铸膜浸在沉淀浴后,一旦形成皮层,它就阻止沉淀剂和溶剂的进步交换,浇铸溶液内部的浓度分布就比较均匀,沉淀速度减慢沉淀和凝胶时间拉长,深入到底层产生越来越大的凝胶块团,结果形成无规分布的海绵孔结构。当聚合物溶液浓度的分布均匀,由沉淀点向凝固点移动所需的时间在整个膜的横断而上几乎相同时,则形成均匀的孔结构。当沉淀和凝固之间的时间沿膜横断面增加时,则形成不均匀的孔结构。


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