环氧树脂光固化制备超滤膜的研究开题报告

1. 研究目的与意义

超滤技术以其相态不变、无需加热、设备简单、占地面积小、能耗低等优点在膜分离技术中占有重要地位，广泛应用于电子、饮食、食品化工、医药、医疗和废水处理方面。

本项研究拟通过对胶粘剂凝胶化过程中胶粘剂的小分子在固化剂的协同作用下自组装行为，聚合物的聚集态结构，以及这些聚集体通过相互缠绕形成一个三维的自组装纤维网络结构的研究，分析这些自组装网络结构对膜分离材料的膜分离性能的影响。

从而揭示胶粘剂分子凝胶-硬化成膜的机理，并为其工业化应用提供理论指导

2. 国内外研究现状分析

制膜材料大多是对已有材料进行筛选、改性从而使其满足超滤膜的性能要求，材料的种类与改性技术发展较为成熟。制膜材料在一定程度上决定了膜的性能，现有材料的缺点已开始限制超滤技术的发展，新型膜材料的开发已成为研究热点。通过分子设计，合成出适应各种分离要求的膜材料，必然成为研究的趋势。

超滤膜的制膜工艺较多，其中有机膜制备的相转化法、无机膜制备的溶胶-凝胶法工艺较为简单且比较成熟。相转化法最大的特点是溶剂与聚合物的分离使得聚合物沉淀并发生相变成膜，制膜工艺难以控制。溶剂与聚合物分离过程对成膜的性能影响较大，分离过程的控制因素较多。溶剂蒸发时间过短，超滤膜的纯水通量会下降，溶剂与非溶剂的扩散速度决定了膜的结构与性能。溶剂蒸发的速度又和温度、环境中溶剂温度有关。不同的聚合物材料制膜工艺所要求的条件各异。凝胶在干燥、焙烧过程中，水分的蒸发有可能造成超滤膜孔隙结构的塌陷，孔径变小使得膜的孔隙率变小。超滤膜要求具有较高的孔隙率从而保证一定的纯水通量。水分蒸发控制不当，膜的性能难以保证，这是溶胶-凝胶法的弊端。凝胶后的热处理使水分从凝胶中脱除，膜会产生收缩。焙烧时膜的表层水分首先蒸发出来，表面迅速固化成膜，剩余水分蒸发困难。膜表层与内部的收缩不一致，产生内部应力，当应力足够大时，膜层出现裂纹。制备合格的超滤膜需要多次涂膜，制膜工艺复杂。

3. 研究的基本内容与计划

(1)胶粘剂凝胶化过程中分子自组装行为及形成凝胶的机理研究

(2)胶黏剂凝胶的聚集态结构对膜分离材料的空隙结构及过滤性能的研究，如孔隙率、平均孔径、孔径分布、纯水通量和截留率变化情况；

(3)胶黏剂凝胶的聚集态结构对膜的机械强度、耐温性及化学稳定性的影响的研究；

4. 研究创新点

(1)首次提出了使用胶黏剂制备超滤膜分离材料的概念

(2)首次对胶黏剂凝胶固化膜的孔隙结构形成机理进行了深入研究