中空纤维膜制备方法与应用

　　中空纤维膜作为重要的分离膜材料，相关技术发展迅速，已成为水处理领域深受关注的核心技术。本书充分反映了中空纤维膜分离技术领域的前沿和焦点问题，主要介绍了中空纤维膜的基本理论、制备方法及其应用，包括溶液相转化法、熔融纺丝-拉伸法、热致相分离法、熔融纺丝-拉伸界面致孔法、聚四氟乙烯中空纤维膜、中空纤维复合膜、纤维增强型中空纤维膜、中空纤维反渗透膜、无机中空纤维膜等，还重点阐述了中空纤维膜结构与性能关系等内容。本书以作者多年工作积累与实践经验为基础，具有较强的理论性、科学性、系统性，兼具实用价值和独创性。本书对纤维材料、材料科学与工程，以及化工、环境、水处理等领域的科研和工程技术人员有较强的借鉴与参考作用，同时也可作为高等院校相关专业的教学参考书。

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第1章绪论 001
1.1引言001
1.1.1分离与分离膜001
1.1.2膜的结构与性能002
1.1.3膜的分类004
1.1.4膜的发展概况007
1.2中空纤维与中空纤维膜010
1.2.1中空纤维010
1.2.2中空纤维膜012
1.3膜的分离机理014
1.3.1渗透的类型014
1.3.2膜分离过程016
1.3.3膜内的基本传质形式017
1.3.4膜的传输机理018
1.3.5浓差极化与膜污染021
1.4制膜原料023
1.4.1有机成膜聚合物024
1.4.2无机制膜原料033
1.5中空纤维膜制备方法039
1.5.1有机膜制备方法039
1.5.2无机膜制备方法053
1.6中空纤维膜结构与性能表征057
1.6.1形态结构057
1.6.2分离性能065
1.6.3热稳定性和化学稳定性066
1.6.4亲 疏水性067
1.6.5力学性能067
参考文献068
第2章溶液相转化制膜方法 072
2.1引言072
2.2基本原理073
2.2.1热力学描述073
2.2.2动力学描述074
2.3纺丝工艺特点076
2.3.1纺丝工艺076
2.3.2微孔结构的工艺控制077
2.4应用实例078
2.4.1聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜078
2.4.2聚砜中空纤维膜087
2.4.3聚醚砜中空纤维膜091
2.4.4聚丙烯腈中空纤维膜103
2.4.5聚氯乙烯中空纤维超滤膜108
2.5结论与展望115
参考文献115
第3章熔融纺丝-拉伸制膜方法 118
3.1引言118
3.2基本原理118
3.3熔融纺丝-拉伸制膜工艺 120
3.4应用示例122
3.4.1聚丙烯中空纤维膜122
3.4.2聚乙烯中空纤维膜131
3.5结论与展望139
参考文献139
第4章热致相分离制膜方法 141
4.1引言141
4.2基本原理142
4.2.1TIPS制膜方法简介142
4.2.2聚合物与溶剂相容性理论基础145
4.2.3热力学基础146
4.3应用示例151
4.3.1聚偏氟乙烯中空纤维膜151
4.3.2聚丙烯中空纤维膜158
4.3.3超高分子量聚乙烯中空纤维膜163
4.3.4含氟共聚物中空纤维膜183
4.4结论与展望191
参考文献191
第5章熔融纺丝-拉伸界面致孔制膜方法 195
5.1引言195
5.2基本原理195
5.2.1界面195
5.2.2界面致孔196
5.3纺丝制膜工艺特点198
5.4应用示例199
5.4.1聚偏氟乙烯中空纤维膜199
5.4.2聚全氟乙丙烯中空纤维膜201
5.5结论与展望207
参考文献208
第6章聚四氟乙烯中空纤维膜制备方法 209
6.1引言209
6.2基本原理209
6.3应用示例211
6.3.1凝胶纺丝-烧结法聚四氟乙烯中空纤维膜211
6.3.2糊料挤出-拉伸法聚四氟乙烯中空纤维膜214
6.3.3包缠法聚四氟乙烯中空纤维膜217
6.4结论与展望221
参考文献222
第7章中空纤维复合膜制备方法 223
7.1引言223
7.2工艺技术特点223
7.2.1多孔基膜复合法223
7.2.2双层共挤出复合制膜法224
7.2.3多孔基膜界面聚合法225
7.3应用示例226
7.3.1同质增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜226
7.3.2同质增强型聚氯乙烯中空纤维膜237
7.3.3聚酰胺中空纤维复合纳滤膜254
7.4结论与展望259
参考文献260
第8章纤维增强型中空纤维膜制备方法 262
8.1引言262
8.2基本原理262
8.3工艺技术特点263
8.3.1连续纤维增强型中空纤维膜263
8.3.2编织管(网)增强型中空纤维膜264
8.4应用示例267
8.4.1同质纤维增强型醋酸纤维素中空纤维膜267
8.4.2同质纤维增强型聚对苯二甲酰对苯二胺中空纤维膜274
8.4.3同质纤维增强型聚间苯二甲酰间苯二胺中空纤维膜277
8.4.4同质纤维增强型聚丙烯腈中空纤维膜279
8.4.5异质纤维增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜284
8.5结论与展望287
参考文献287
第9章中空纤维反渗透膜制备方法 289
9.1引言289
9.1.1中空纤维反渗透膜发展概况291
9.1.2制膜原料292
9.2基本原理294
9.2.1相转化法294
9.2.2界面聚合法295
9.2.3增塑纺丝法296
9.3纺丝制膜方法296
9.3.1相转化法297
9.3.2界面聚合法297
9.3.3增塑纺丝法299
9.4应用示例302
9.4.1二醋酸纤维素中空纤维反渗透膜302
9.4.2界面聚合法中空纤维复合反渗透膜303
9.4.3加捻纤维束增强型三醋酸纤维素中空纤维反渗透膜304
9.5结论与展望306
参考文献306
第10章无机中空纤维膜制备方法 310
10.1引言310
10.2基本原理311
10.2.1膜前驱体的制备311
10.2.2高温烧结成膜312
10.3纺丝制膜方法314
10.3.1制膜材料选择314
10.3.2铸膜液配制315
10.3.3中空纤维膜前驱体制备316
10.3.4中空纤维膜烧结317
10.4应用示例319
10.4.1Al2O3中空纤维多孔膜319
10.4.2LSCF中空纤维透氧膜322
10.4.3金属Ni中空纤维膜326
10.5结论与展望333
参考文献333
附录 336
附录ⅠD试剂在中空纤维超滤膜测试中的应用336
附录Ⅱ反渗透膜评价及储存339
附录Ⅲ致密中空纤维膜气密性测定343
参考文献344