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以冷溶劑誘導相分離法制備 PA 12 薄膜及其在分離程序的應用

為了解決MB 333 ptt的問題，作者蔡治豪 這樣論述：

本研究冷溶劑誘導相分離法(cold solvent induced phase separation, CIPS)製備尼龍-12薄膜，與一般濕式相轉換製膜法的不同在於，沉澱液使用的是用來配製膜液的溶劑，它在浸漬沉澱過程中不會有濃度改變的問題，不像濕式法必須不斷更新沉澱液來維持濃度，造成溶劑浪費及破壞環境的問題，另一方面也增加成本負擔，本研究使用純甲酸作為沉澱液，並藉由控制製膜液之熟化溫度、熟化時間及沉澱液溫度等操作變因，使製膜液的晶核數目、黏度增加，改變孔隙度大小和結構，以及增強薄膜強度。當製膜液經過適當的熟化(45℃，2小時)，薄膜結構產生束狀結構之互穿雙連續多孔薄膜，其結構、孔隙度和孔洞

尺寸以及薄膜抗張強度互相影響，孔隙度約為60~40%之間，並由DSC和XRD的測量得知，尼龍-12薄膜的熔點約為167℃，薄膜為α與γ型態的結晶結構，結晶度約為27%，且薄膜上表面之接觸角達100o以上，為疏水型薄膜，可用於薄膜蒸餾與微過濾等分離程序。本研究利用CIPS法所製備之尼龍-12薄膜進行薄膜蒸餾之分離程序，以3.5wt%之食鹽水溶液進行淡化，其阻隔率皆可達到99%以上，分離效果相當良好，並且最高之通量約為5 LMH，與相同條件下進行MD測試之市售PTFE、PVDF等薄膜進行比較，探討薄膜結構間的差異對薄膜蒸餾的影響進行探討，分別以電子顯微鏡(SEM)及影像分析軟體(Image J)，

分別觀察薄膜的型態結構以及分別計算上、下表面及截面的孔隙度，其中市售之PVDF薄膜之孔隙度與尼龍-12薄膜相近，但尼龍-12薄膜成束狀互穿的多孔型結構，與具有巨孔型之液胞且皮層結構較為明顯之PVDF薄膜相比，其穿透性以尼龍-12薄膜較高，其通量已高過PVDF-C之通量(3 LMH)，因此可知薄膜結構對薄膜蒸餾的效率具有相當的影響。