纺丝工艺对医用PAN中空纤维超滤膜性能的影响

采用干一湿法纺丝,制得性能良好的聚丙烯腈(PAN)中空纤维膜。分析了纺丝工艺对 PAN中空纤维超滤膜性能的影响。实验证明增加干纺程长度有利于改善 PAN 膜的的超滤性能。研究表明 PAN 中空纤维是一种具有多空基质的不对称膜,存在紧密的皮层,改变纺丝过程中的挤出速率、填充液压力、卷绕速率和拉伸倍数可以调节中空纤维的内外径和壁厚。     

聚偏氟乙烯/聚醚砜共混中空纤维膜的研究--聚醚砜和聚乙烯吡咯烷酮含量的影响

用聚偏氟乙烯纺制的中空纤维膜，在干燥过程中会产生大量的收缩，通过与聚醚砜共混，使膜的收缩率大幅降低。同时我们还研究了不同的聚醚砜含量、铸膜液浓度和添加剂含量对膜结构和性能的影响。     

改性PAN中空纤维原丝的研制

探讨了不同制膜条件对所制改性聚丙烯腈中空纤维膜结构、性能的影响。研究结果表明,在一定范围内随干纺程长度的增加,中空纤维膜的水通量下降,截留率上升。随着纺丝液中总固含量的增加,中空纤维膜的孔隙率、水通量均下降。随着纺丝液温度的上升和填充液的压力增加,中空纤维膜的水通量上升。随着凝固浴中DMSO含量的增加,中空纤维膜的水通量呈现最小值,截留率达到最大值。在所研究的凝固浴温度范围内,在30°时截留率达到极大值,水通量则呈单调增加趋势。     

L-赖氨酸在中空纤维膜和平板膜中的超滤动力学

分别在中空纤维膜和平板膜中考察了L-赖氨酸超滤动力学，结果表明：中空纤维膜的过滤通量大于平板膜，总过滤时间正相反；L-赖氨酸超滤动力学可以拟合为浓差极化-凝胶层模型，中空纤维膜较平板膜更符合此模型。     

PAN基共混预氧化中空纤维膜的研究

通过聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(PI)与聚丙烯腈(PAN)共混纺制了中空纤维膜，并对该中空纤维膜进行了预氧化处理，分别对共混膜的水通量、预氧膜的表面形态、膜的热行为等进行了分析和讨论。结果表明：PMMA的加入有利于共混膜水通量的提高，PI的加入有利于共混膜在预氧化过程中保持空洞结构，同时提高了PAN中空纤维膜的热稳定性。这为制备分离性能优良的PAN基预氧化中空纤维膜提供了一种新方法。     

中空纤维膜吸收过程多釜串联传质模型

建立了一个可用于描述中空纤维壳程非理想流动的全混釜多级（多釜）串联传质模型，研究了中空纤维膜吸收器壳程非理想流动对其传质性能的影响，并对中空纤维膜吸收器的总传质系数进行了估算．模型预测与实验结果的比较表明，多釜串联传质模型可以较为准确地预测中空纤维膜吸收器的传质性能，有助于中空纤维膜吸收器的设计与优化．     

改性PAN铸膜液的热力学条件与膜的结构和性能的关系

本文讨论了聚丙烯腈铸膜液中添加剂的种类及用量,PAN含量和温度,以及PAN-Cell共混液中纤维素含量等因素与膜的形态结构、微孔孔径、孔隙率、膜的截留率和水通量的关系.结果表明,上述诸因素对膜的结构和性能有明显的影响,可通过调节铸膜液的热力学条件,在较大范围内调整膜的结构和性能,为制得适用于多种用途的系列膜奠定基础.     

中空纤维膜接触器精馏过程传质性能的研究

以乙醇-水体系的精馏分离为研究对象,选用不同装填分率的中空纤维膜组件,研究了中空纤维膜接触器的气液传质性能。结果表明：不同装填分率的中空纤维膜接触器,随着装填分率的减小,壳程膜丝分布更加均匀、传质阻力减小、传质性能提高;乙醇-水体系的精馏传质过程为液膜控制,可通过控制液相传质来改善总传质效果;当装填分率一定时,随着气相速度的增加,总传质系数增大、传质性能增强,且其实际值与理论值存在差异。     

聚氯乙烯/聚砜共混中空纤维超滤膜的研制

将聚氯乙烯(PVC)和聚砜(PSF)共混，采用干-湿纺工艺制备了中空纤维超滤膜。通过实验对PVC／PSF共混体系的相容性进行了研究，并讨论了铸膜液的组成、制膜条件对膜性能的影响。     

湍流入料对中空纤维膜组件分离性能影响试验研究

研究了湍流入料对线型中空纤维膜和编织型中空纤维膜的强化分离作用,比较了湍流入料与直流入料对线型中空纤维膜性能影响的差别,进行了迪恩涡强化编织型中空纤维膜与湍流入料强化线型中空纤维膜渗透性能的研究.试验结果显示,湍流入料能显著提高线型中空纤维膜渗透性能,减少浓差极化和膜污染,回收率增大2倍,能耗低20%以上;湍流入料可增大编织型中空纤维膜渗透流量10%左右,能耗降低5%左右,膜组件长度越短,效果越明显迪恩涡强化编织型中空纤维膜分离性能优于湍流入料强化线型中空纤维膜分离性能,能耗低20%以上,渗透回收率高1～1.5倍.图6,参8.     

PAN基中空活性炭纤维的制备及性能研究

讨论了用聚丙烯腈（PAN）基中空纤维为原料，采用KOH活化法制备中空活性炭纤维（ACHF）的活化过程。考察不同KOH质量浓度对中空活性炭纤维性能的影响。测量了比表面积和得率，孔径分布，用碘吸附值、亚甲基兰吸附值测定了中空活性炭纤维的吸附性能，用SEM观察了其表面结构。结果显示，KOH活化法得到的中空活性炭纤维具有窄的孔径分布，较大的比表面积和较高的得率。     

PAN/HBP复合超细纤维的制备与表征

采用聚丙烯腈/N,N-二甲基甲酰胺/多氨基超支化聚合物三元体系为纺丝液,通过静电纺丝制备了PAN/HBP复合超细纤维,探讨了聚丙烯腈浓度、超支化聚合物含量、纺丝电压、接收距离和推进速度等因素对复合纤维直径和形貌的影响.结果表明,增大PAN浓度和增加HBP含量,都会使纤维直径增大;静电纺丝电压增大,可以减小纤维直径;适当的接收距离和推进速度才可以获得直径细而均匀的纤维.通过对PAN/HBP复合超细纤维的氨基含量测试和FTIR分析,进一步证实了PAN/HBP复合纤维表面和内部氨基的存在.     

中空纤维复合膜气体分离性能的研究

本论文制备了用于有机蒸汽正庚烷/氮气分离的PDMS/PS,PDMS/PAN,PDMS/PVDF复合膜.研究了PS,PVDF基膜热处理温度和时间对复合膜的分离性能的影响.结果表明：PDMS/PS复合膜的渗透速率和分离因子均随热处理温度的升高而降低,PDMS/PVDF复合膜在393.2K下有最佳分离性能.     

碳纤维表面特性对反硝化菌固着化的影响

通过对比反硝化菌在不同基体碳纤维表面的固着化及碳纤维表面含氧官能团对菌种的固着化实验,研究了碳纤维(基体、比表面积、循环利用性等)特性,尤其表面含氧官能团对反硝化菌固着化的影响。实验结果表明,反硝化菌在PAN基碳纤维上的平均挂膜厚度明显高于沥青基和粘胶基碳纤维。碳纤维表面适量的含氧官能团有助于较多、较牢固地固着反硝化菌。对三种PAN基碳纤维的XPS谱图分析表明碳纤维表面含氧官能团—O—CO对反硝化菌的固着化影响较大,当碳纤维表面含氧官能团—O—CO中碳原子占表面碳原子总量的3%左右时反硝化菌固着化效果较佳。经过比较表明PAN基碳纤维是一种生物相容性好、固着化程度高、再生能力强、耐微生物分解及化学腐蚀的优异的新型反硝化菌固着化载体。     

聚丙烯纤维红黏土渗透性与剪切特性试验研究

通过三轴压缩试验研究了聚丙烯纤维红黏土的渗透性与力学特性.击实与渗透试验结果表明,纤维含量变化时,纤维红黏土的最大干密度变化较小,而最优含水率变化较大.在0.25%～0.80%含量下,纤维红黏土可保持较低渗透性.三轴固结不排水试验结果表明,纤维红黏土的抗剪强度随着轴向应变增加而增大,具有典型的加工硬化特征,且随纤维含量与长度增加而增加,同时围压显著影响纤维红黏土的剪切特性.当纤维含量较小时,破坏模式为鼓胀型;当纤维含量较大时,尽管试样轴向应变较大,但未发生破坏.     

国产高性能聚丙烯腈基碳纤维制备技术研究进展

 综述了近年来高性能聚丙烯腈（PAN）基碳纤维的研究进展,对PAN聚合、原丝制备、预氧化和碳化过程中最为关键的问题进行了总结：（1）聚合工艺对共聚单体在PAN分子链上的分布和溶液的均匀性非常重要。与间歇聚合或半连续聚合工艺相比,连续溶液聚合工艺可以提供更稳定的纺丝溶液,减少聚合过程中微凝胶的产生,并提高PAN原丝乃至碳纤维的均匀性。（2）PAN溶液进行湿法或干湿法纺丝过程中,相分离过程控制对PAN原丝及其碳纤维中微缺陷形成和发展,微缺陷的含量至关重要,并最终影响碳纤维的性能。干燥和牵伸工艺对于优化PAN碳纤维原丝的结晶和取向结构,制备高品质的碳纤维原丝同样起决定作用。（3）预氧化的升温速度、最高预氧化温度和预氧化张力控制对预氧丝的皮芯结构、环化指数及其对后续碳化工序的顺利进行产生重要的影响并影响碳纤维的性能;碳化的最高温度影响PAN基碳纤维的强度和模量。（4）碳纤维的结构与其性能具有直接相关性,中国对相关研究仍然比较缺乏,碳纤维生产技术水平和自主创新能力仍然不足。     

PAN纤维预处理条件对其后续反应热性能的影响

将聚丙烯腈(PAN)纤维在空气气氛中于180~240℃范围内进行预处理,利用差示扫描量热仪(DSC)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)测试手段考察了预处理过程中形成的初期结构及其含量对纤维后续反应热性能的影响。结果表明:PAN纤维预处理过程中形成的含氧结构影响纤维的后续反应热性能;初期形成的含氧结构及其含量具有明显的时间效应和温度效应。     

PAN纤维致密性与油剂渗透的相关性研究

通过调整成纤条件改变PAN纤维的致密程度,经后续的上油工序制得含有油剂的PAN纤维。采用体密度表征纤维的致密程度;借助直流电弧原子发射光谱(DC-Arc-AES)和电子探针(EPMA)分别表征Si原子含量及其微区分布;借助孔分析和粒度分析分别表征PAN纤维中的孔径分布和油剂分子的粒径。结果表明,油剂分子的平均粒径小于纤维的平均孔径,通过范德华力作用吸附于纤维表面,并从纤维表面的开孔渗透进入纤维内部,到达纤维的芯部。凝固浴温度升高,纤维的致密性下降,渗透进入纤维内部的油剂分子数量增加。凝固浴浓度上升、预牵伸倍数提高,纤维的致密性增加,渗透进入纤维内部的油剂分子数量减少。