一种完全蒸发法制备聚合物对称多孔膜的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种完全蒸发法制备聚合物对称多孔膜的装置，包括底座，安装槽，透明罩，成膜凹槽，调节装置、恒温控温系统，抽气系统等。本实用新型的装置能保证所成膜厚度均一；利用恒温控温系统及抽气系统，可使得溶液内部溶剂扩散进入溶液上表面的速率与溶剂扩散进入气体中的速率相等，并能源源不断地扩散，从而使成膜过程中膜的上表面无皮层形成；本实用新型为完全蒸发法制备聚合物多孔薄膜为对称多孔膜和厚度均匀膜提供了实验基础。
【专利说明】一种完全蒸发法制备聚合物对称多孔膜的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及化工装备领域，特别是一种完全蒸发法制备聚合物对称多孔膜的装置。
【背景技术】
[0002]膜制品广泛应用于聚合物锂电池、膜分离、膜渗透等领域。
[0003]完全蒸发法成膜是基于相转变的原理。把溶液浇铸后，溶剂立即蒸发。由于溶剂从浇铸液与空气界面处蒸发速度比溶液内部快得多，所以在界面处溶剂迅速耗尽，聚合物浓度增加.并使聚合物从溶液中析出，形成由胶束组成的皮层。皮层形成之后，溶剂蒸发速度变慢，以致下层结构的胶凝速度比皮层慢得多。随着溶剂的不断蒸发，最后残余溶剂的溶解能力不足以使所有组份维持在均相真溶液状态，发生相分离。由于溶剂比致孔剂易挥发，在大量溶剂挥发后，仍余下一定量的致孔剂，致孔剂从均相溶液中分离出来形成分散相的小液滴——即贫聚合物相，聚集在小液滴周围的聚合物分子呈连续相——即富聚合物相。最终富聚合物相形成膜的骨架，贫聚合物相形成膜的微孔。所以应用完全蒸发法制得的膜是不对称膜。
[0004]因此，控制成膜过程中溶剂的挥发速率成为了抑制皮层形成制备聚合物多孔对称膜的最佳途径。在现有技术中，由于对成膜温度、溶剂饱和度及溶剂挥发速率控制不当，导致所成膜为不对称多孔膜。目前还没有制备聚合物对称多孔膜的装置。
【发明内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种完全蒸发法制备聚合物对称多孔膜的装置，为完全蒸发法制备聚合物多孔薄膜为对称多孔膜和厚度均匀月吴提供实验基础。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:一种完全蒸发法制备聚合物对称多孔膜的装置，包括底座，所述底座上设有透明罩；所述透明罩内的底座上表面开设有成膜凹槽；所述成膜凹槽与所述透明罩底端之间的底座上表面安装有水平指示仪，所述成膜凹槽与所述透明罩底端之间的底座上表面还开设有挥发槽；所述透明罩一侧上部开设有用于与抽气系统连通的出气口，所述出气口相对位置的透明罩一侧下部开设有用于与所述抽气系统连通的进气口 ；所述成膜凹槽下的底座内部固定有恒温控温系统；所述底座底部设有能调节所述底座处于水平位置的调节装置。
[0007]与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为:本实用新型的水平指示仪及调节装置能保证成膜液处于水平状态，保证所成膜厚度均一；利用恒温控温系统及抽气系统，可使得溶液内部溶剂扩散进入溶液上表面的速率与溶剂扩散进入气体中的速率相等，并能源源不断地扩散，从而使成膜过程中膜的上表面无皮层形成；本实用新型为完全蒸发法制备聚合物多孔薄膜为对称多孔膜和厚度均匀膜提供了实验基础。【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型一实施例主视图；
[0009]图2为本实用新型一实施例俯视图；
[0010]图3为本实用新型一实施例恒温控温系统电路图；
[0011]图4为本实用新型一实施例抽气系统电路图；
[0012]图5为本实用新型一实施例抽气系统俯视图；
[0013]图6为本实用新型一实施例抽气系统主视图。
【具体实施方式】
[0014]如图1和图2所示，本实用新型一实施例包括底座3，所述底座3上设有透明罩1，所述透明罩I底端与开设在所述底座I上表面的安装槽2吻合；所述透明罩I内的底座3上表面开设有成膜凹槽7 ;所述成膜凹槽7与所述安装槽2之间的底座3上表面安装有水平指示仪4，所述成膜凹槽7与所述安装槽2之间的底座3上表面还开设有挥发槽9 ;所述透明罩I 一侧上部开设有出气口，所述出气口与第一两通阀10—个端口连接，所述出气口相对位置的透明罩I 一侧下部开设有进气口，所述进气口与第二两通阀11 一个端口连接；所述成膜凹槽7下方的底座3内部固定有恒温控温系统；所述底座3底部设有能调节所述底座3处于水平位置的调节装置；所述调节装置包括固定在所述底座3底部的固定支座6和两个升降支座5 ;所述透明罩I顶部固定有把手8。
[0015]由于溶剂及致孔剂挥发时是由下至上，由透明槽上部出气下部进气能起到换气时带走溶剂及致孔剂的效果。本实用新型使用两通阀，既可保证换气时气流畅通，又可在紧急情况下单独控制通气管的开闭。
[0016]本实施例中，安装槽2横截面为圆环形；成膜凹槽横截面为圆形，因为边界的影响会使所成膜的厚度从边界到中心位置逐渐变小，当大于4cm时这种影响可以忽略，因此设计为圆心保证所成的膜各处均匀又节省材料；挥发槽9横截面为矩形，在成膜凹槽内倒入成膜液前先倒入溶剂及致孔剂到挥发槽，挥发IOmin至40min后使气氛饱和。
[0017]如图3所示，本实施例的恒温控温系统包括加热电源14、加热电阻丝12和温度调节装置13，所述加热电源14、加热电阻丝12和温度调节装置13(可以使用Eurotherm公司3504型温度控制器)依次连接形成回路。
[0018]如图4?图6所示，本实施例的抽气系统包括安装座17，所述安装座17上开设有贯穿所述安装座17的进气孔19和出气孔20，所述进气孔19和出气孔20内各安装有一个抽气机15，所述进气孔19与所述第二两通阀11的另一个端口连接，所述出气孔20与所述第一两通阀10的另一个端口连接；所述安装座17上安装有显示及调节控制器16 ;两个抽气机15的电机并联组成并联支路；所述显示及调节控制器16与所述并联支路一端连接；所述显示及调节控制器16 (可以使用TEXAS INSTRUMENTS公司C2000实时控制器)通过电源18与所述并联支路另一端连接。
[0019]本实施例中，水平指示仪4为圆式气泡水平指示仪，可以观测本实施例的装置是否处于水平状态；升降支座5为螺纹支座，两个升降支座5与固定支座6呈三角形排列，调节升降支座5，可以保证底座上表面水平，从而保证整个装置处于水平状态。
[0020]安装槽2与透明罩I底端之间填充橡胶层，防止漏气，透明罩I可以使成膜凹槽7处于封闭空间内。
[0021 ] 成膜凹槽7底部平整度值不大于0.04mm,成膜凹槽7底部直径大于5厘米，保证成膜的平整性好。
[0022]第一两通阀10和第二两通阀11可以调节透明罩的通气量，通过通气量来控制溶剂挥发速度。
[0023]可以人工设定恒温控温系统的温度，控制成膜凹槽内空气的温度处于0°C至200°C之间。
[0024]抽气系统能通过显示及调节控制器调节进出气体量，使气体流量范围为0-1 L/min，最小调节量为0.01 L/mim，抽气系统抽入的气体来自经过干燥处理的空气。
[0025]本实施例中，两个抽气机的型号功率相同,两个抽气机同时工作,两个抽气机反方向抽气。
[0026]本实施例装置的工作过程如下:
[0027]调节升降支座，观察圆式气泡水平仪，当圆式气泡水平仪内气泡处于正中心时停止调整，此时装置水平；打开恒温控温系统，设置好温度参数；连接抽气系统与第一两通阀、第二两通阀，设置好气体流量参数；将适量溶剂及致孔剂倒入挥发槽，挥发至溶剂不再减少；将事先配制好的成膜液(成膜液成分包括聚合物、溶剂及致孔剂，溶剂与挥发槽中溶剂种类相同)定量倒入成膜凹槽内，并闭合透明罩；开启抽气系统；一段时间后完成成膜，关闭各仪器，取出所成膜。
【权利要求】
1.一种完全蒸发法制备聚合物对称多孔膜的装置，包括底座(3)，其特征在于，所述底座(3)上设有透明罩(I);所述透明罩(I)内的底座(3)上表面开设有成膜凹槽(7);所述成膜凹槽(7)与所述透明罩(I)底端之间的底座(3)上表面安装有水平指示仪(4)，所述成膜凹槽(7)与所述透明罩(I)底端之间的底座(3)上表面还开设有挥发槽(9);所述透明罩(I)一侧上部开设有用于与抽气系统连通的出气口，所述出气口相对位置的透明罩(I) 一侧下部开设有用于与所述抽气系统连通的进气口 ；所述成膜凹槽(7)下的底座(3)内部固定有恒温控温系统；所述底座(3)底部设有能调节所述底座(3)处于水平位置的调节装置。
2.根据权利要求1所述的完全蒸发法制备聚合物对称多孔膜的装置，其特征在于，所述出气口与第一两通阀(10)—个端口连接，所述进气口与第二两通阀(11) 一个端口连接。
3.根据权利要求2所述的完全蒸发法制备聚合物对称多孔膜的装置，其特征在于，所述抽气系统包括安装座(17)，所述安装座(17)上开设有贯穿所述安装座(17)的进气孔(19)和出气孔(20)，所述进气孔(19)和出气孔(20)内各安装有一个抽气机(15)，所述进气孔(19)与所述第二两通阀(11)的另一个端口连接，所述出气孔(20)与所述第一两通阀(10)的另一个端口连接；所述安装座(17)上安装有显示及调节控制器(16);两个抽气机(15)的电机并联组成并联支路；所述显示及调节控制器(16)与所述并联支路一端连接；所述显示及调节控制器(16)通过电源(18)与所述并联支路另一端连接。
4.根据权利要求1?3之一所述的完全蒸发法制备聚合物对称多孔膜的装置，其特征在于，所述恒温控温系统包括加热电源(14)、加热电阻丝(12)和温度调节装置(13)，所述加热电源(14)、加热电阻丝(12)和温度调节装置(13)依次连接形成回路。
5.根据权利要求4所述的完全蒸发法制备聚合物对称多孔膜的装置，其特征在于，所述透明罩(I)顶部固定有把手(8)。
6.根据权利要求5所述的完全蒸发法制备聚合物对称多孔膜的装置，其特征在于，所述调节装置包括固定在所述底座(3)底部的固定支座(6)和两个升降支座(5);所述固定支座(6)与所述两个升降支座(5)之间的连线、以及所述两个升降支座(5)之间的连线组成三角形。
7.根据权利要求1所述的完全蒸发法制备聚合物对称多孔膜的装置，其特征在于，所述透明罩(I)底端与开设在所述底座(I)上表面的安装槽(2 )吻合。
8.根据权利要求7所述的完全蒸发法制备聚合物对称多孔膜的装置，其特征在于，所述安装槽(2 )与所述透明罩(I)底端通过橡胶层连接。
9.根据权利要求6所述的完全蒸发法制备聚合物对称多孔膜的装置，其特征在于，所述成膜凹槽(7)横截面为圆形。
10.根据权利要求9所述的完全蒸发法制备聚合物对称多孔膜的装置，其特征在于，所述成膜凹槽(7)底部平整度值不大于0.04mm，所述成膜凹槽(7)底部圆形直径大于5厘米。
【文档编号】C08J5/18GK203625279SQ201320861640
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】梁波, 汤旺, 吴华熙, 唐思绮, 李胜良 申请人:长沙理工大学