Abstarct
The effect of the evaporation process on the nonsolvent-induced phase inversion in the poly (ethylene-co-vinyl alcohol) (EVAL)/DMSO/water systemwas investigated. The duration of the evaporation process correlated with the resultant membrane morphologies via scanning electron microscope. Surprisingly, evaporation time not only played an important role in the existence of macrovoids, but also affected membrane morphology from sponge structure to particulate structure. Macrovoids were found within a membrane if the casting was immediately immersed into water bath or the evaporation time was less than 15 min, while macrovoids diminished and sponge structure appeared with evaporation time of 30min. When the evaporation time was 45 and 60 min, a symmetric membrane consisting of a packed bed of nearly equal-diameter particles dominated by the solid–liquid demixing process was observed. This suggests that crystallization of EVAL polymer from the evaporated solution inhibited the formation of an asymmetric membrane with cellular pores dominated by the liquid–liquid demixing process. Compared with the corresponding phase diagram, such a crystallization process depends on how deep the solid–liquid demixing region is entered. The results of this study show that the structure of membranes can be well controlled by the knowledge of membrane formation mechanism
چکیده
اثر فرایند تبخیر در وارونگی فاز ناحلال القایی در سیستم پلی (الکل اتیلن-co-وینیل) (EVAL)/DMSO/ آب بررسی شد. مدت زمان فرایند تبخیر با مورفولوژی غشاء حاصل از میکروسکوپ الکترونی در ارتباط است. با کمال تعجب، زمان تبخیر نه تنها نقش مهمی در به وجود آوردن حفره های بزرگ دارد، بلکه مورفولوژی غشاء را از ساختار اسفنجی به ساختار ذره ای تحت تاثیر قرار میدهد. حفره های بزرگ در یک غشاء درصورتی یافت میشوند که قالب بلافاصله در حمام آب غوطه ور شود و یا زمان تبخیر کمتر از 15دقیقه باشد، در حالی که با زمان تبخیر 30 دقیقه حفرات بزرگ کاهش یافته و ساختار اسفنجی ظاهر میشود. هنگامی که زمان تبخیر 45 و 60 دقیقه باشد، یک غشاء متقارن شامل یک بستر فشرده از ذرات با قطر تقریبا برابر که توسط فرایند تفکیک جامد-مایع غالب شده مشاهده میشود. این نشان میدهد که تبلور پلیمر EVAL از محلول تبخیر شده از تشکیل یک غشاء نامتقارن با منافذ سلولی تحت سلطه فرایند تفکیک مایع-مایع ممانعت میکند. در مقایسه با دیاگرام فازی مربوطه، نظیر یک فرایند تبلور بستگی به عمق منطقه تفکیک جامد-مایع دارد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان میدهد که ساختار غشاء میتواند به خوبی با شناخت مکانیسم تشکیل غشاء کنترل شود.
1-مقدمه
اهمیت فن آوری های غشاء پلیمری در صنایع جداسازی بسیار معروف میباشد [1]. بیشترین تولید غشای تجاری مبتنی بر مرحله فرایند وارونگی فاز ناحلال القایی میباشد [2]. برای یک سیستم پلیمری داده شده، ساختار غشاء خصوصیات جداسازی را تعیین میکند. اصل اساسی کنترل ساختارهای غشاء از یک پلیمر قابل تبلور رقابت بین فرایند تفکیک مایع-مایع و جامد-مایع است. تفکیک مایع-مایع در مورفولوژی سلولی معمولی نتیجه میشود. تفکیک جامد-مایع از تبلور بخش منظم پلیمر نشات گرفته است که دارای ویژگی های ذره ای برای مورفولوژی غشاء است [3-9]. در آزمایشگاه، ما غشاءهای پلی (الکل اتیلن-co-وینیل) (EVAL) را با خصوصیات مورفولوژی ذره ای توسط بستر فشرده از ذرات با قطر تقریبا برابر در حدود چند میکرون آماده کرده ایم ]8-10[. چنین غشاءهای ذره ای در جداسازی پلاسما پروتئین [11] و میکروفیلتراسیون [12] مفید به اثبات رسیده اند…