【摘要】：在干—湿法工艺制备中空纤维时，喷丝头到凝固浴之间的距离称为空气层高度。空气层对中空纤维的形态影响主要有三方面，即纤维外部产生相的部分稳定、异化分离阶段及诱导取向阶段。如图8-8 所示，当空气层高度由3 cm 逐渐增加到7 cm，中空纤维外皮层的厚度也逐渐由275 nm 增加到687 nm。图8-8不同空气层高度所制备的中空纤维的SEM 断面图
在干—湿法工艺制备中空纤维时，喷丝头到凝固浴之间的距离称为空气层高度。空气层对中空纤维的形态影响主要有三方面，即纤维外部产生相的部分稳定、异化分离阶段及诱导取向阶段。前两个阶段可以降低纤维对气体/液体的选择性，而第三个作用导致了取向纤维形态，加强纤维的分离性能。空气层越高，低沸点溶剂的挥发时间就越长，中空纤维膜外皮层就越致密，因此，调节空气层高度可以改善PI 中空纤维的分离性能和渗透性能。
以6FDA—HFBAPP 型PI 中空纤维为例，空气层高度的增加会导致膜断面结构发生一定的变化，这主要是因为空气层的高度影响致密层的厚度，而致密层的厚度又会制约外层凝固浴与纺丝液间的双扩散速度。如图8-8 所示，当空气层高度由3 cm 逐渐增加到7 cm，中空纤维外皮层的厚度也逐渐由275 nm 增加到687 nm。同时，在一定范围内随着空气层高度增加，中空纤维的致密层厚度增加，同时致密层缺陷减少，说明随着空气层高度的增加，气体通过膜的机理由“Knudsen”扩散向溶解扩散转变。对于6FDA—HFBAPP 型PI 中空纤维，当空气层高度由3 cm 逐渐增加到7 cm，膜对CO2的渗透速率从316 GPU 减小到51 GPU，CH4 的渗透速率从378 GPU 减小到41 GPU，膜的分离系数随着空气层高度的增加而增大，当达到一定的临界条件时，基本保持不变。(www.xing528.com)
图8-8 不同空气层高度所制备的中空纤维的SEM 断面图
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