DOI: 10.3390/polym13050790

本研究从组成和制备技术两方面出发，制备了一种新型高分子膜。使用N-甲基吡咯烷酮（NMP）和N，N-二甲基甲酰胺（DMF）混合溶剂，以氯化锂（0.05-0.5wt％）为添加剂，制备了聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PcH）和聚醚砜（PES）的混合物（总聚合物浓度为18wt％）。该新型膜结构是由静电纺丝和相转化技术相结合制备而成的。利用扫描电子显微镜成像、能量色散X射线、差示扫描量热仪、热重分析和傅里叶变换衰减全反射红外光谱对所制备的膜进行表征。此外，测定了该膜的静态水接触角、膜厚度、孔隙率、表面粗糙度以及水蒸气渗透性。使用ImageJ软件估算了其平均纤维直径。另外，还研究了PcH浓度和凝固浴温度的变化对所制备膜性能的影响。所研制的新型膜具有良好的性能和特点，是一种适用于膜蒸馏（MD）的膜，其具有较高的孔隙率（84.4％±0.6）、疏水表面（136.39°±3.1静态水接触角）和约4.37×10-5 g·m/m2·day·Pa的水蒸气透过率。综上所述，所制备的膜在性能和经济价值方面均优于市售MD膜。

图1.（A）聚醚砜（PES），（B）聚偏氟乙烯（PVDF）和（C）聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PcH）聚合物的结构。

图2.（A）静电纺丝工艺示意图，（B）后处理之前所制备膜的照片。

图3.不同膜涂料的静态水接触角（A），与氯化锂浓度（wt％；B）和膜涂料中PcH聚合物浓度（wt％；C）的关系。

图4.膜孔隙率随氯化锂浓度（wt％；A），PcH聚合物浓度（wt％；B）和凝固浴温度（℃；C）的变化而变化。

图5.表面粗糙度与膜涂料组成（wt％；A），膜涂料中PcH聚合物浓度（wt％；B），以及凝固浴温度（℃；C）的关系。

图6.表面粗糙度与LiCl浓度（wt％；A）和膜涂料中PcH聚合物浓度（wt％；B）的关系。

图7.使用1NMP:9DMF溶剂混合物制备，并通过（A）在60℃下加热和（B）在40℃下进行相转化（无LiCl添加剂）的PcH/PES共混膜的SEM图像。X500下的表面图像以及X2000和X5000下的横截面图像。

图8.使用1NMP:9DMF溶剂混合物制备，并通过（A）在60℃下加热和（B）在40℃下进行相转化（含LiCl添加剂）的PcH/PES共混膜的SEM图像。X10000下的表面图像以及X2000和X10000下的横截面图像。

图9.纯PcH、纯PES和PcH/PES共混膜在60℃（EH）下加热后处理，在40℃下进行相转化后处理的SEM成像，放大倍率为X10000。

图10.PcH/PES共混膜在40℃下进行相转化后处理的SEM横截面成像。放大倍率为X1000和X10000。

图11.纯聚合物（A）以及使用纯和/或混合溶剂制备的PcH/PES共混膜（B）的TGA。

图12.PES聚合物（a），PcH聚合物（b）以及在不同条件下经不同后处理的PcH/PES混合膜（c-e）的差示扫描量热仪（DSC）分析。

图13.使用不含（a）和含（b）LiCl添加剂的NMP/DMF溶剂混合物制备的PcH/PES混合膜的傅里叶变换衰减全反射红外光谱（FTIR-ATR）。