Formation of microporous polymeric membranes via thermally induced phase separation: A review

Abstract

A review of recent research related to microporous polymeric membranes formed via thermally induced phase separation (TIPS) and the morphologies of these membranes is presented. A summary of polymers and suitable diluents that can be used to prepare these microporous membranes via TIPS are summarized. The effects of different kinds of polymer materials, diluent types, cooling conditions, extractants and additive agents on the morphology and performance of TIPS membranes are also discussed. Finally new developments in TIPS technology are summarized.

Graphical abstract

Keywords

polymer / microporous membrane / thermally induced phase separation

References

[1] Castro A J. Methods for making microporous products. US Patent, 4247498, 1981

[2] Lloyd D R, Kinzer K E, Tseng H S. Microporous membrane formation via thermally induced phase separation. I. Solid-liquid phase separation. Journal of Membrane Science, 1990, 52(3): 239–261

[3] Lloyd D R, Kim S S, Kinzer K E. Microporous membrane formation via thermally-induced phase separation. II. Liquid-liquid phase separation. Journal of Membrane Science, 1991, 64(1-2): 1–11

[4] Kim S S, Lloyd D R. Microporous membrane formation via thermally-induced phase separation. III. Effect of thermodynamic interactions on the structure of isotactic polypropylene membranes. Journal of Membrane Science, 1991, 64(1-2): 13–29

[5] Lim G B A, Kim S S, Ye Q, Wang Y F, Lloyd D R. Microporous membrane formation via thermally-induced phase separation. IV. Effect of isotactic polypropylene crystallization kinetics on membrane structure. Journal of Membrane Science, 1991, 64(1-2): 31–40

[6] Kim S S, Lim G B A, Alwattari A A, Wang Y F, Lloyd D R. Microporous membrane formation via thermally-induced phase separation. V. Effect of diluent mobility and crystallization on the structure of isotactic polypropylene membranes. Journal of Membrane Science, 1991, 64(1-2): 41–53

[7] Doi Y, Matsumura H. Polyvinylidene fluoride porous membrane and a method for producing the same. US Patent, 5022990, 1991

[8] Alwattari A A, Lloyd D R. Microporous membrane formation via thermally-induced phase separation. VI. Effect of diluent morphology and relative crystallization kinetics on polypropylene membrane structure. Journal of Membrane Science, 1991, 64(1-2): 55–67

[9] McGuire K S, Lloyd D R, Lim G B A. Microporous membrane formation via thermally-induced phase separation. VII: Effect of dilution, cooling rate, and nucleating agent addition on morphology. Journal of Membrane Science, 1993, 79(1): 27–34

[10] Aerts L, Kunz M, Berghmans H, Koningsveld R. Relation between phase behaviour and morphology in polyethylene/diphenyl ether systems. Die Makromolekulare Chemie, 1993, 194(10): 2697–2712

[11] Matsuyama H, Berghmans S, Batarseh M T, Lloyd D R. Effects of thermal history on anisotropic and asymmetric membranes formed by TIPS. Journal of Membrane Science, 1998, 142: 27–42

[12] Baker R W. Membrane Technology and Applications. 2nd ed. New York: John Wiley and Sons Press, 2004, 1–14

[13] Hiatt W C, Vitzhum G H, Wagener K B, Gerlach K, Josefiak C. Microporous membranes via upper critical-temperature phase-separation. Materials Science of Synthetic Membrane. Washington D C: American Chemical Society Symposium, 1985, 269: 229–244

[14] McGuire K S, Laxminarayan A, Lloyd D R. Kinetics of droplet growth in liquid‒liquid phase separation of polymer-diluent systems: Experimental results. Polymer, 1995, 36(26): 4951–4960

[15] Matsuyama H, Teramoto M, Kudari S, Kitamura Y. Effect of diluents on membrane formation via thermally induced phase separation. Journal of Applied Polymer Science, 2001, 82(1): 169–177

[16] Matsuyama H, Berghmans S, Lloyd D R. Formation of hydrophilic microporous membranes via thermally induced phase separation. Journal of Membrane Science, 1998, 142(2): 213–224

[17] Yang M C, Perng J S. Comparison of solvent removal methods of microporous polypropylene tubular membranes via thermally induced phase separation using a novel solvent: Camphene. Journal of Polymer Research, 1999, 6(4): 251–258

[18] Matsuyama H, Maki T, Teramoto M, Asano K. Effect of polypropylene molecular weight on porous membrane formation by thermally induced phase separation. Journal of Membrane Science, 2002, 204(1-2): 323–328

[19] Matsuyama H, Hayashi K, Maki T, Teramoto M, Kubota N. Effect of polymer density on polyethylene hollow fiber membrane formation via thermally induced phase separation. Journal of Applied Polymer Science, 2004, 93(1): 471–474

[20] Mehta R H, Kalika D S. Characteristics of poly(ether ether ketone) microporous membranes prepared via tbermally induced phase separation (TIPS). Journal of Applied Polymer Science, 1997, 66(12): 2347–2355

[21] Ding H Y, Zhang Q, Wang F M, Tian Y, Wang L H, Shi Y Q, Liu B Q. Structure control of polyphenylene sulfide membrane prepared by thermally induced phase separation. Journal of Applied Polymer Science, 2007, 105(6): 3280–3286

[22] Matsuyama H, Kobayashi K, Maki T, Tearamoto M, Tsuruta H. Effect of the ethylene content of poly(ethylene-co-vinyl-alcohol) on the formation of microporous membranes via thermally induced phase separation. Journal of Applied Polymer Science, 2001, 82(10): 2583–2589

[23] Cui Z Y. Preparation of poly(vinylidene fluoride)/poly(methyl methacrylate) blend microporous membranes via the thermally induced phase separation process. Journal of Macromolecular Science, Part B: Physics, 2010, 49(2): 301–318

[24] Lee J S, Lee H K, Kim J Y, Hyon S H, Kim S C. Thermally induced phase separation in poly (lactic acid)/dialkyl phthalate systems. Journal of Applied Polymer Science, 2003, 88(9): 2224–2232

[25] Chen J S, Tu S L, Tsay R Y. A morphological study of porous polylactide scaffolds prepared by thermally induced phase separation. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 2010, 41(2): 229–238

[26] Molladavoodi S, Gorbet M, Medley J, Ju K H. Investigation of microstructure, mechanical properties and cellular viability of poly(L-lactic acid) tissue engineering scaffolds prepared by different thermally induced phase separation protocols. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 2013, 17: 186–197

[27] Cui Z Y, Xu Y Y, Zhu L P, Wei X Z, Zhang C F, Zhu B K. Preparation of PVDF/PMMA blend microporous membranes for lithium ion batteries via thermally induced phase separation process. Materials Letters, 2008, 62(23): 3809–3811

[28] Laxminarayan A, McGuire K S, Kim S S, Lloyd D R. Effect of initial composition, phase separation temperature and polymer crystallization on the formation of microcellular structures via thermally induced phase separation. Polymer, 1994, 35(14): 3060–3068

[29] Aubert J H. Isotactic poymstyrene phase diagrams and physical gelation. Macromolecules, 1988, 21(12): 3468–3473

[30] Vandeweerdt P, Berghmans H, Tervoort Y. Temperature-concentration behavior of solutions of polydisperse atactic PMMA and its influence on the formation of amorphous microporous membrane. Macromolecules, 1991, 24(12): 3547–3552

[31] Hikmet R M, Callister S, Keller A. Thermoreversible gelation of atactic polystyrene: Phase transformation and morphology. Polymer, 1988, 29(8): 1378–1388

[32] Gao Y, Ye L. Basic of Membrane Separation Technology. Beijing: Chemical Industry Press, 1989, 106–109

[33] Erich K, Thomas B, Friedbert W, Frank W. Integrally asymmetrical polyolefin membrane. US Patent, 6497752 B1, 2002

[34] Matsuyama H, Kudari S, Kiyofuji H, Kitamura Y. Kinetic studies of thermally induced phase separation in polymer-diluent system. Journal of Applied Polymer Science, 2000, 76(7): 1028–1036

[35] Kim S S, Lloyd D R. Thermodynamics of polymer/diluent systems for thermally induced phase separation: 3. Liquid-liquid phase separation systems. Polymer, 1992, 33(5): 1047–1057

[36] Yave W, Quijada R, Serafini D, Lloyd D R. Effect of the polypropylene type on polymer-diluent phase diagrams and membrane structure in membranes formed via the TIPS process Part I. Metallocene and Ziegler-Natta polypropylenes. Journal of Membrane Science, 2005, 263(1-2): 146–153

[37] Yave W, Quijada R, Serafini D, Lloyd D. Effect of the polypropylene type on polymer-diluent phase diagrams and membrane structure in membranes formed via the TIPS process. Part II. Syndiotactic and isotactic polypropylenes produced using metallocene catalysts. Journal of Membrane Science, 2005, 263(1-2): 154–159

[38] Vanegas M E, Quijada R, Serafini D. Microporous membranes prepared via thermally induced phase separation from metallocenic syndiotactic polypropylenes. Polymer, 2009, 50(9): 2081–2086

[39] Luo B Z, Zhang J, Wang X L, Zhou Y, Wen J Z. Effects of nucleating agents and extractants on the structure of polypropylene microporous membranes via thermally induced phase separation. Desalination, 2006, 192(1-3): 142–150

[40] Luo B Z, Li Z H, Zhang J, Wang X L. Formation of anisotropic microporous isotactic polypropylene (iPP) membrane via thermally induced phase separation. Desalination, 2008, 233(1-3): 19–31

[41] Xi Z Y, Yang Y Q, Wang Y J, Zhao H. Effect of poly(ethylene glycol) on structure and properties of polypropylene membrane formed via thermally induced phase separation. Procedia Engineering, 2012, 44: 1636–1638

[42] Lin Y K, Chen G, Yang J, Wang X L. Formation of isotactic polypropylene membranes with bicontinuous structure and good strength via thermally induced phase separation method. Desalination, 2009, 236(1-3): 8–15

[43] Tang Y H, He Y D, Wang X L. Effect of adding a second diluent on the membrane formation of polymer/diluent system via thermally induced phase separation: Dissipative particle dynamics simulation and its experimental verification. Journal of Membrane Science, 2012, 409-410: 164–172

[44] Matsuyama H, Teramoto M, Kuwana M, Kitamura Y. Formation of polypropylene particles via thermally induced phase separation. Polymer, 2000, 41(24): 8673–8679

[45] Chen G, Lin Y K, Wang X L. Formation of microporous membrane of isotactic polypropylene in dibutyl phthalate-soybean oil via thermally induced phase separation. Journal of Applied Polymer Science, 2007, 105(4): 2000–2007

[46] Tang N, Jia Q, Zhang H J, Li J J, Cao S. Preparation and morphological characterization of narrow pore size distributed polypropylene hydrophobic membranes for vacuum membrane distillation via thermally induced phase separation. Desalination, 2010, 256(1-3): 27–36

[47] Funk C V, Beavers B L, Lloyd D R. Effect of particulate filler on cell size in membranes formed via liquid-liquid thermally induced phase separation. Journal of Membrane Science, 2008, 325(1): 1–5

[48] Yang Z S, Li P L, Chang H Y, Wang S. Effect of diluent on the morphology and performance of iPP hollow fiber microporous membrane via thermally induced phase separation. Chinese Journal of Chemical Engineering, 2006, 14(3): 394–397

[49] Yang Z S, Li P L, Xie L X, Wang Z, Wang S C. Preparation of iPP hollow-fiber microporous membranes via thermally induced phase separation with co-solvents of DBP and DOP. Desalination, 2006, 192(1-3): 168–181

[50] He Y D, Tang Y H, Wang X L. Dissipative particle dynamics simulation on the membrane formation of polymer-diluent system via thermally induced phase separation. Journal of Membrane Science, 2011, 368(1-2): 78–85

[51] Matsuba G, Sakamoto S, Ogino Y, Nishida K, Kanaya T. Crystallization of polyethylene blends under shear flow. Effects of crystallization temperature and ultrahigh molecular weight component. Macromolecular, 2007, 40(20): 7270–7275

[52] Matsuyama H, Kim M, Lloyd D R. Effect of extraction and drying on the structure of microporous polyethylene membranes prepared via thermally induced phase separation. Journal of Membrane Science, 2002, 204(1-2): 413–419

[53] Ding H Y, Tian Y, Wang L H, Liu B Q. Preparation of ultrahigh-molecular-weight polyethylene membranes via a thermally induced phase-separation method. Journal of Applied Polymer Science, 2007, 105(6): 3355–3362

[54] Zhang C F, Bai Y X, Sun Y P, Gu J, Xu Y Y. Preparation of hydrophilic HDPE porous membranes via thermally induced phase separation by blending of amphiphilic PE-b-PEG copolymer. Journal of Membrane Science, 2010, 365(1-2): 216–224

[55] Zhang M, Zhang C F, Yao Z K, Shi J L, Zhu B K, Xu Y Y. Preparation of high density polyethylene/polyethylene-block-poly(ethylene glycol) copolymer blend porous membranes via thermally induced phase separation process and their properties. Chinese Journal of Polymer Science, 2010, 28(3): 337–346

[56] Sahle C J, Zschintzsch M, Sternemann C, Von Borany J, Mücklich A, Nyrow A, Jeutter N M, Wagner R, Frahm R, Tolan M. Influence of hydrogen on thermally induced phase separation in GeO/SiO₂ multilayers. Nanotechnology, 2011, 22(12): 125709

[57] Sun H, Rhee K B, Kitano T, Mah S I. High-density polyethylene (HDPE) hollow fiber membrane via thermally induced phase separation. I. Phase separation behaviors of HDPE-liquid paraffin (LP) blends and its influence on the morphology of the membrane. Journal of Applied Polymer Science, 1999, 73(11): 2135–2142

[58] Sun H, Rhee K B, Kitano T, Mah S I. HDPE hollow-fiber membrane via thermally induced phase separation. II. Factors affecting the water permeability of the membrane. Journal of Applied Polymer Science, 2000, 75(10): 1235–1242

[59] Sun H, Yi Y S, Rhee K B. Method of preparing hollow fiber-type separation membrane from high density polyethylene. US Patent, 6436319, 2002

[60] Matsuyama H, Okafuji H, Maki T, Teramoto M, Kubota N. Preparation of polyethylene hollow fiber membrane via thermally induced phase separation. Journal of Membrane Science, 2003, 223(1-2): 119–126

[61] Wang J L, Wang L, Ruan W X, Zhang C, Ji J B. Rheology behavior of high-density polyethylene/diluent blends and fabrication of hollow-fiber membranes via thermally induced phase separation. Journal of Applied Polymer Science, 2010, 118: 2186–2194

[62] Zhang C F, Bai Y X, Gu J, Sun Y P. Crystallization kinetics of ultra high-molecular weight polyethylene in liquid paraffin during solid-liquid thermally induced phase separation process. Journal of Applied Polymer Science, 2011, 122(4): 2442–2448

[63] Shi J L, Fang L F, Zhang H, Liang Z Y, Zhu B K, Zhu L P. Effects of the extractant on the hydrophilicity and performance of HDPE/PE-b-PEG blend membranes prepared via a TIPS process. Journal of Applied Polymer Science, 2013, 130(5): 3816–3824

[64] Shi J L, Fang L F, Zhang H, Liang Z Y, Zhu B K, Zhu L P. Influences of extractant on the hydrophilicity and performances of HDPE/PE-b-PEG blend membranes prepared via TIPS process. Journal of Applied Polymer Science, 2013, 130(4): 2680–2687

[65] Fu S S, Mastuyama H, Teramoto M. Ce(III) recovery by supported liquid membrane using polyethylene hollow fiber prepared via thermally induced phase separation. Separation and Purification Technology, 2004, 36(1): 17–22

[66] Yoo S H, Kim C K. Effects of the diluent mixing ratio and conditions of the thermally induced phase-separation process on the pore size of microporous polyethylene membranes. Journal of Applied Polymer Science, 2008, 108(5): 3154–3162

[67] Zhang H, Zhou J, Zhang X L, Wang H T, Zhong W, Du Q G. High density polyethylene-grafted-maleic anhydride low-k porous films prepared via thermally induced phase separation. European Polymer Journal, 2008, 44(4): 1095–1101

[68] Park M J, Noh S C, Kim C K. Effects of the phase behavior of the diluent mixture on the microstructure of polyethylene membranes formed by thermally induced phase separation process. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2013, 52(31): 10690–10698

[69] Li N N, Xiao C F, Zhang Z Y. Effect of polyethylene glycol on the performance of ultrahigh-molecular-weight polyethylene membranes. Journal of Applied Polymer Science, 2010, 117(2): 720–728

[70] Chidlaw M B, Friesen D T, Thornton C A, Kelly D J, Brose D J. Process of making polyvinylidene fluoride membranes.  US Pattent, 5565153, 1996

[71] Smith S D, Shipman G H, Floyd R M, Freemyer H T, Hamrock S J, Yandrasits M A. Walton. Microporous PVDF films and method of manufacturing.  US Patent, 20050/058821 A1, 2003

[72] Ghasem N, Al-Marzouqi M, Duaidar A. Effect of quenching temperature on the performance of poly(vinylidene fluoride) microporous hollow fiber membranes fabricated via thermally induced phase separation technique on the removal of CO₂ from CO₂-gas mixture. International Journal of Greenhouse Gas Control, 2011, 5(6): 1550–1558

[73] Su Y, Chen C X, Li J D. Novel PVDF microfiltration membranes prepared by thermally induced phase separation. Journal of the American Chemical Society, 2005, 93: 941–942

[74] Yang H C, Wu Q Y, Liang H Q, Wan L S, Xu Z K. Thermally induced phase separation of poly(vinylidene fluoride)/diluent systems: Optical microscope and infrared spectroscopy studies. Journal of Polymer Science. Part B, Polymer Physics, 2013, 51(19): 1438–1447

[75] Gu M H, Zhang J, Wang X L, Ma W. Crystallization behavior of PVDF in PVDF-DMP system via thermally induced phase separation. Journal of Applied Polymer Science, 2006, 102(4): 3714–3719

[76] Gu M H, Zhang J, Wang X L, Tao H, Ge L. Formation of poly (vinylidene fluoride) (PVDF) membranes via thermally induced phase separation. Desalination, 2006, 192(1-3): 160–167

[77] Yang J, Wang X L, Tian Y, Lin Y K, Tian F. Morphologies and crystalline forms of polyvinylidene fluoride membranes prepared in different diluents by thermally induced phase separation. Journal of Polymer Science. Part B, Polymer Physics, 2010, 48(23): 2468–2475

[78] Cui Z Y, Du C H, Xu Y Y, Ji G L, Zhu B K. Preparation of porous PVdF membrane via thermally induced phase separation using sulfolane. Journal of Applied Polymer Science, 2008, 108(1): 272–280

[79] Yang J, Li D W, Lin Y K, Wang X L, Tian F, Wang Z. Formation of a bicontinuous structure membrane of polyvinylidene fluoride in diphenyl ketone diluent via thermally induced phase separation. Journal of Applied Polymer Science, 2008, 110(1): 341–347

[80] Zhang Z C, Guo C G, Guan Y P, Lv J L. Study on the Nonisothermal crystallization kinetics of poly(vinylidene fluoride)/tributyl citrate blends via thermally induced phase separation. Journal of Macromolecular Science, Part B: Physics, 2013, 52(7): 984–997

[81] Li X F, Xu G Q, Lu X L, Xiao C F. Effects of mixed diluent compositions on poly(vinylidene fluoride) membrane morphology in a thermally induced phase-separation process. Journal of Applied Polymer Science, 2008, 107(6): 3630–3637

[82] Li X F, Liu H Y, Xiao C F, Ma S H, Zhao X H. Effect of take-up speed on PVDF hollow fiber membrane in a TIPS process. Journal of Applied Polymer Science, 2013, 128(2): 1054–1060

[83] Ji G L, Du C H, Zhu B K, Xu Y Y. Preparation of porous PVDF membrane via thermally induced phase separation with diluent mixture of DBP and DEHP. Journal of Applied Polymer Science, 2007, 105(3): 1496–1502

[84] Ji G L, Zhu B K, Zhang C F, Xu Y Y. Nonisothermal crystallization kinetics of poly (vinylidene fluoride) in a poly (vinylidene fluoride)/dibutyl phthalate/di(2-ethylhexyl) phthalate system via thermally induced phase separation. Journal of Applied Polymer Science, 2008, 107(4): 2109–2117

[85] Ji G L, Zhu L P, Zhu B K, Zhang C F, Xu Y Y. Structure formation and characterization of PVDF hollow fiber membrane prepared via TIPS with diluent mixture. Journal of Membrane Science, 2008, 319(1-2): 264–270

[86] Liu M, Xu Z L, Chen D G, Wei Y M. Preparation and characterization of microporous PVDF membrane by thermally induced phase separation from a ternary polymer/solvent/non-solvent system. Desalination and Water Treatment, 2010, 17(1-3): 183–192

[87] Takamura M, Yoshida H. Porous polyvinylidene fluoride resin film and process for producing the same. US Patent, 6299773, 2001

[88] Li X F, Lu X L. Morphology of polyvinylidene fluoride and its blend in thermally induced phase separation process. Journal of Applied Polymer Science, 2006, 101(5): 2944–2952

[89] Ma W Z, Zhang J, Van der Bruggen B. Wang X L. Formation of an interconnected lamellar structure in PVDF membranes with nanoparticles addition via solid-liquid TIPS. Journal of Applied Polymer Science, 2013, 127(4): 2715–2723

[90] Cui Z Y, Xu Y Y, Zhu L P, Wang J Y, Xi Z Y, Zhu B K. Preparation of PVDF/PEO-PPO-PEO blend microporous membranes for lithium ion batteries via thermally induced phase separation process. Journal of Membrane Science, 2008, 325(2): 957–963

[91] Cui Z Y. Preparation of PVDF-P123 blend microporous membrane via TIPS process. Polymer & Polymer Composites, 2012, 20(3): 237–251

[92] Rajabzadeh S, Liang C, Ohmukai Y, Maruyama T, Matsuyama H. Effect of additives on the morphology and properties of poly(vinylidene fluoride) blend hollow fiber membrane prepared by the thermally induced phase separation method. Journal of Membrane Science, 2012, 423-424: 189–194

[93] Rajabzadeh S, Maruyama T, Sotani T, Matsuyama H. Preparation of PVDF hollow fiber membrane from a ternary polymer/solvent/nonsolvent system via thermally induced phase separation (TIPS) method. Separation and Purification Technology, 2008, 63(2): 415–423

[94] Pan B J, Zhu L, Li X F. Preparation of PVDF/CaCO3 composite hollow fiber membrane via a thermally induced phase separation method. Polymer Composites, 2013, 34(7): 1204–1210

[95] Cui A H, Liu Z, Xiao C F, Zhang Y F. Effect of micro-sized SiO₂-particle on the performance of PVDF blend membranes via TIPS. Journal of Membrane Science, 2010, 360(1-2): 259–264

[96] Liang H Q, Wu Q Y, Wan L S, Huang X J, Xu Z K. Thermally induced phase separation followed by in situ sol-gel process: A novel method for PVDF/SiO₂ hybrid membranes. Journal of Membrane Science, 2014, 465: 56–67

[97] Liu M, Chen D G, Xu Z L, Wei Y M, Tong M. Effects of nucleating agents on the morphologies and performances of poly(vinylidene fluoride) microporous membranes via thermally induced phase separation. Journal of Applied Polymer Science, 2013, 128(1): 836–844

[98] Rajabzadeh S, Maruyama T, Ohmukai Y, Sotani T, Matsuyama H. Preparation of PVDF/PMMA blend hollow fiber membrane via thermally induced phase separation (TIPS) method. Separation and Purification Technology, 2009, 66(1): 76–83

[99] Ma W Z, Chen S J, Zhang J, Wang X L. Kinetics of thermally induced phase separation in the PVDF blend/methyl salicylate system and its effect on membrane structures. Journal of Macromolecular Science, Part B: Physics, 2011, 50(1): 1–15

[100] Ma W Z, Zhang J, Wang X L, Wang S M. Effect of PMMA on crystallization behavior and hydrophilicity of poly(vinylidene fluoride)/poly(methyl methacrylate) blend prepared in semi-dilute solutions. Applied Surface Science, 2007, 253(20): 8377–8388

[101] Wu L S, Sun J F. Structure and properties of PVDF membrane with PES-C addition via thermally induced phase separation process. Applied Surface Science, 2014, 322: 101–110

[102] Matsuyama H, Iwatani T, Kitamura Y, Tearamoto M, Sugoh N. Formation of porous poly(ethylene-co-vinyl alcohol) membrane via thermally induced phase separation. Journal of Applied Polymer Science, 2001, 79(13): 2449–2455

[103] Matsuyama H, Iwatani T, Kitamura Y, Tearamoto M, Sugoh N. Solute rejection by poly(ethylene-co-vinyl alcohol) membrane prepared by thermally induced phase separation. Journal of Applied Polymer Science, 2001, 79(13): 2456–2463

[104] Lv R, Zhou J, Xu P, Du Q G, Wang H T, Zhong W. Estimation of phase diagrams for copolymer-diluent systems in thermally induced phase separation. Journal of Applied Polymer Science, 2007, 105(6): 3513–3518

[105] Shang M, Matsuyama H, Maki T, Teramoto M, Lloyd D R. Preparation and characterization of poly(ethylene-co-vinyl alcohol) membranes via thermally induced liquid-liquid phase separation. Journal of Applied Polymer Science, 2003, 87(5): 853–860

[106] Shang M, Matsuyama H, Teramoto M, Lloyd D R, Kubota N. Preparation and membrane performance of poly(ethylene-co-vinyl alcohol) hollow fiber membrane via thermally induced phase separation. Polymer, 2003, 44(24): 7441–7447

[107] Shang M, Matsuyama H, Teramoto M, Lloyd D R, Kubota N. Effect of glycerol content in cooling bath on performance of poly(ethylene-co-vinyl alcohol) hollow fiber membranes. Separation and Purification Technology, 2005, 45(3): 208–212

[108] Zhou J, Zhang H, Wang H T, Du Q G. Effect of cooling baths on EVOH microporous membrane structures in thermally induced phase separation. Journal of Membrane Science, 2009, 343(1-2): 104–109

[109] Shang M, Matsuyama H, Teramoto M, Okuno J, Lloyd D R, Kubota N. Effect of diluent on poly(ethylene-co-vinyl alcohol) hollow-fiber membrane formation via thermally induced phase separation. Journal of Applied Polymer Science, 2005, 95(2): 219–225

[110] Lv R, Zhou J, Du Q G, Wang H T, Zhong W. Effect of posttreatment on morphology and properties of poly(ethylene-co-vinyl alcohol) microporous hollow fiber via thermally induced phase separation. Journal of Applied Polymer Science, 2007, 104(6): 4106–4112

[111] Lv R, Zhou J, Du Q, Wang H, Zhong W. Preparation and characterization of EVOH/PVP membranes via thermally induced phase separation. Journal of Membrane Science, 2006, 281(1-2): 700–706

[112] de Lima J A, Felisberti M I. Porous polymer structures obtained via the TIPS process from EVOH/PMMA/DMF solutions. Journal of Membrane Science, 2009, 344(1-2): 237–243

[113] Matsuyama H, Berghmans S, Lloyd D R. Formation of hydrophilic microporous membranes via thermally induced phase separation. Journal of Membrane Science, 1998, 142(2): 213–224

[114] Zhang J, Chen S J, Jin J, Shi X M, Wang X L, Xu Z Z. Non-isothermal melt crystallization kinetics for ethylene-acrylic acid copolymer in diluents via thermally induced phase separation. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2010, 101(1): 243–254

[115] Zhang J, Fu J H, Wang X L, Wang B, Xu Z, Wen J. Effect of diluents on hydrophilic ethylene-acrylic acid co-polymer membrane structure via thermally induced phase separation. Desalination, 2006, 192(1-3): 151–159

[116] Ding H Y, Zeng Y M, Meng X F, Tian Y, Shi Y Q, Jiao Q Z, Zhang S M. Porous polyphenylene sulfide membrane with high durability against solvents by the thermally induced phase-separation method. Journal of Applied Polymer Science, 2006, 102(3): 2959–2966

[117] Han X T, Ding H Y, Wang L H, Xiao C F. Effects of nucleating agents on the porous structure of polyphenylene sulfide via thermally induced phase separation. Journal of Applied Polymer Science, 2008, 107(4): 2475–2479

[118] Matsuyama H, Kakemizu M, Maki T, Tearamoto M, Mishima K, Matsuyama K. Preparation of porous poly(oxymethylene) membrane with high durability against solvents by a thermally induced phase-separation method. Journal of Applied Polymer Science, 2002, 83(9): 1993–1999

[119] Ramaswamy S, Greenberg A R, Krantz W B. Fabrication of poly(ECFFE) membranes via thermally induced phase separation. Journal of Membrane Science, 2002, 210(1): 175–180

[120] Roh I J, Ramaswamy S, Krantz W B, Greenberg A R. Poly(ethylene chlorotrifluoroethylene) membrane formation via thermally induced phase separation (TIPS). Journal of Membrane Science, 2010, 362(1-2): 211–220

[121] Tao H J, Zhang J, Wang X L. Effect of diluents on the crystallization behavior of poly(4-methyl-1-pentene) and membrane morphology via thermally induced phase separation. Journal of Applied Polymer Science, 2008, 108(2): 1348–1355

[122] Tanaka T, Lloyd D R. Formation of poly(L-lactic acid) microfiltration membranes via thermally induced phase separation. Journal of Membrane Science, 2004, 238(1-2): 65–73

[123] Shen F, Lu X, Bian X, Shi L. Preparation and hydrophilicity study of poly(vinyl butyral)-based ultrafiltration membranes. Journal of Membrane Science, 2005, 265(1-2): 74–84

[124] Fu X, Matsuyama H, Teramoto M, Nagai H. Preparation of hydrophilic poly(vinyl butyral) hollow fiber membrane via thermally induced phase separation. Separation and Purification Technology, 2005, 45(3): 200–207

[125] Kitaura T, Fadzlina W N, Ohmukai Y, Maruyama T, Matsuyama H. Preparation and characterization of several types of PVB hollow fiber membranes by TIPS. Journal of Applied Polymer Science, 2013, 127(5): 4072–4078

[126] Fu X, Matsuyama H, Teramoto M, Nagai H. Preparation of polymer blend hollow fiber membrane via thermally induced phase separation. Separation and Purification Technology, 2006, 52(2): 363–371

[127] Qiu Y R, Rahman N, Matsuyama H. Preparation of hydrophilic poly(vinyl butyral)/pluronic F127 blend hollow fiber membrane via thermally induced phase separation. Separation and Purification Technology, 2008, 61(1): 1–8

[128] Qiu Y R, Matsuyama H, Gao G Y, Ou Y W, Miao C. Effects of diluent molecular weight on the performance of hydrophilic poly(vinyl butyral)/pluronic F127 blend hollow fiber membrane via thermally induced phase separation. Journal of Membrane Science, 2009, 338(1-2): 128–134

[129] Tsai F J, Torkelson J M. Microporous poly(methy methacrylate) membranes: Effect of a low-viscosity solvent on the formation mechanism. Macromolecules, 1990, 23(23): 4983–4989

[130] Tsai F J, Torkelson J M. Roles of phase separation mechanism and coarsening in the formation of poly(methyl methacrylate) asymmetric membranes. Macromolecules, 1990, 23(3): 775–784

[131] Song S W, Torkelson J M. Coarsening effects on microstructure formation in isopycnic polymer solutions and membranes produced via thermally induced phase separation. Macromolecules, 1994, 27(22): 6389–6397

[132] Song S W, Torkelson J M. Coarsening effects on the formation of microporous membranes produced via thermlly induced phase separation of polystyrene-cyclohexanol solutions. Journal of Membrane Science, 1995, 98(3): 209–222

[133] Gao C Y, Li A, Feng L X, Yi X S, Shen J C. Factors controlling surface morphology of porous polystyrene membranes prepared by thermally induced phase separation. Polymer International, 2000, 49(4): 323–328

[134] Matsuyama H, Takida Y, Maki T, Teramoto M. Preparation of porous membrane by combined use of thermally induced phase separation and immersion precipitation. Polymer, 2002, 43(19): 5243–5248

[135] Li X F, Wang Y G, Lu X L, Xiao C F. Morphology changes of polyvinylidene fluoride membrane under different phase separation mechanisms. Journal of Membrane Science, 2008, 320(1-2): 477–482

[136] Cha B J, Yang J M. Preparation of poly(vinylidene fluoride) hollow fiber membranes for microfiltration using modified TIPS process. Journal of Membrane Science, 2007, 291(1-2): 191–198

[137] Hellman D. A novel process for membrane fabrication: Thermally assisted evaporative phase separation (TAEPS). Journal of Membrane Science, 2004, 230(1-2): 99–109

[138] Zhu Z X, Meng G Z. c-TIPS method for membrane production. Membrane Science and Technology (China), 2010, 30(6): 1–6

[139] Lu Z P, Lü X L, Wu C R, Jia Y, Wang X, Chen H Y, Gao Q J. Preparation of polyvinylidene fluoride hollow fiber porous membrane via a low thermally induced phase separation. Membrane Science and Technology (China), 2012, 32(1): 12–22

[140] Liu M, Wei Y M, Xu Z L, Guo R Q, Zhao L B. Preparation and characterization of polyethersulfone microporous membrane via thermally induced phase separation with low critical solution temperature system. Journal of Membrane Science, 2013, 437: 169–178

[141] Zhao L B, Liu M, Xu Z L, Wei Y M, Xu M X. PSF hollow fiber membrane fabricated from PSF-HBPE-PEG400-DMAc dope solutions via reverse thermally induced phase separation. Chemical Engineering Science, 2015, 137: 131–139

Acknowledgemwnt

The authors are thankful for the financial support received from the Special Project of the Development and Industrialization of New Materials for National Development and Reform Commission in China (Grant No. GX1301), the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 21306044), the China Postdoctoral Science Foundation (Grant No. 2015M571507), the Key Technology R&D Program of Shanghai Committee of Science and Technology in China (Grant No. 1351102000), the Key Technology R&D Program of Jiangsu Committee of Science and Technology in China (Grant No. BE2013031), and the National Science and Technology Support Project of China (Grant Nos. 2014BAB07B01 and 2015BAB09B01).

RIGHTS & PERMISSIONS

2014 Higher Education Press and Springer-Verlag Berlin Heidelberg