文 献 综 述

水资源是自然界中所有生命赖以生存的最基本物质，同时也是人类社会发展必不可少的生态资源。随着现代工农业的高速发展，人们在科技发展所带来的种种便利同时，周围的环境，尤其是水环境由于污染变得越来越恶化。由于水污染具有难以防控、危害严重以及污染范围极广等一系列特点，使得一般的处理办法在水质要求、运行费用以及稳定性方面难以满足时代发展的要求。近年来，作为新型、高效的水处理技术，膜分离技术的应用成为了最为广泛、最具前景的一种。^[1]

膜分离技术是高效分离、提纯、浓缩提纯及净化技术，也是近30年迅速发展为产业化的高新技术，它具有设备紧凑、操作方便、设备紧凑、工作环境安全、节能和减少化学试剂使用等优点。其中，以聚偏氟乙烯(PVDF)为材料制成的膜已广泛应用于工业气体过滤、废水处理，食品、医药和生化等诸多领域 ^[2,3]。PVDF是一种包含有不定形区和结晶区的半结晶性高聚物，其中，不定形区使膜具有良好的柔韧性和力学性能，，而结晶区提高了膜的耐热性能。除此之外，PVDF是新型氟碳热塑性塑料，韧度高，疏水性能好，抗冲击强度和耐磨性好，有极好的化学稳定性和耐候性，能流延成孔性能较好的薄膜，而且在室温下不易被酸碱和一些强氧化性物质所腐蚀，对芳香烃、脂肪烃、醛和醇等常见有机污染溶剂也保持良好稳定性，并且耐紫外线和Y射线辐射 ^[4-7]。另外，PVDF的成膜性能良好，价廉易得，在制膜材料中脱颖而出，引起了人们的普遍关注。

1、聚偏氟乙烯（）的性质及应用

聚偏氟乙烯((PVDF)结构式为-[CH2-CF2]n-，外观为半透明或白色粉体，分子链间排列紧密，有较强的氢键，不燃，结晶度65％~78％，密度为1.17~1.79 g/cm³,玻璃化温度为-35℃，熔点为172℃，热变形温度112~ 145℃，长期使用温度为-40一150℃ ^[8,9]。

PVDF树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能。在电容和光电材料应用方面具有广阔的前景和优良的性能。

2、热致相法（TIPS）

聚合物膜中常用的制膜方法有TIPS法和NIPS法。TIPS法是1981年由美国科学家Castro A.J.^[10]在专利中提出的一种制备聚合物多孔膜的方法。TIPS法制膜基本工艺步骤如下:热致相分离法(Thermally induced phase separation, TIPS ) ^[11,12]是将聚合物溶于高沸点，低挥发性的溶剂(又称稀释剂)中，在高温下形成均相溶液，再以此溶液流延或挤压成薄膜后进行冷却。当溶液温度下降到某一温度以下时，溶液中聚合物链相互作用，而形成凝胶结构，最后因相分离而形成细孔。将分离后的凝胶浸入萃取液中除去稀释剂可形成多孔膜。

TIPS法发生相分离的驱动力是聚合物溶液的热力学稳定性随着溶液温度的下降而降低，它主要涉及传热过程而不是想复杂的传质过程。近些年研究发现，相比较与其他制膜方法，该法有如下优势^[12-14]:制备过程主要涉及到热量的交换、聚合物浓度，聚合物与稀释剂之间的相互作用力和冷却速率，相比于NIPS(Non-solvent induced phase separation, NIPS)法更为稳定;热量交换速率快于溶剂与非溶剂之间的物质交换，使得膜的微孔结构可以精确的控制;制备得到的膜结构较为规整均一;TIPS法可用于溶剂难溶或者不溶且难以采用NIPS法制作的结晶性聚合物的微孔滤膜的制备;TIPS法所需要的凝固浴无需提纯，可循环使用，而NIPS法的凝固浴提纯的成本较高;TIPS法比NIPS法更容易实现通过旋节线分相制备得到的膜孔径分布窄的微孔。相分离过程很少涉及凝胶溶胶过程，相分离较快，因此更少缺陷孔产生。TIPS法通常能产生双连续、非对称等特殊结构膜，而这些结构通常显示显著机械和渗透性能。相较于NIPS , TIPS制备的膜具有更高的孔隙率、机械性能、各向同性等膜性能，是制备微滤膜的最佳方法。