[發明專利]非結晶型永久親水聚偏氟乙烯膜材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200810024781.2
• 申請日: 2008-05-06
• 公開（公告）號: CN101269302A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 何濤;李雪梅;殷勇
• 申請（專利權）人: 南京奧特高科技有限公司
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

技術領域

本發明公開了了一種親水聚偏氟乙烯膜材料及其制備方法；尤其是一種非結晶或者無定形結構為主的高強度、永久親水性聚偏氟乙膜材料結構及其制備方法。

技術背景

近年來，多孔有機膜材料在工業廢水和市政污水的處理中表現出色，由于膜材料的制造成本大幅度降低和污水處理技術如膜生物反應器技術逐漸成熟，膜技術在環境保護中成為最為重要的技術之一。膜材料污水處理主要包括兩個過程：第一是采用常規活性污泥水處理技術將污水中的有機物消耗掉，然后經過沉降，最后通過多孔膜將細菌，病毒以及懸浮物和顆粒雜質等過濾掉；該技術在不改變原有污水處理過程的基礎上，出水水質大大提高；第二個是膜生物反應器技術，將膜材料直接與污性污泥水處理過程結合，將潔凈的水從活性污泥中過濾出來；該技術自動化程度高，將膜材料和活性污泥耦合，可以實現比常規活性污泥污水處理過程中高得多的活性污泥固含量，從而實現高效率的污水處理，對污水中的養分的處理能力大大提高，出水水質也大大提高，同時高活性污泥固含量可以實現相同規模占地面積條件下更高的污水處理能力或者在同一處理能力要求下更加小的規模，減少活性污泥排放量。無論采用那種技術，膜材料容易被水源中含有機、無機、生物物質等污染，而失去原有的分離性能。膜材料的污染導致膜通透量的降低，需要進行比較頻繁的化學清洗，這就要求膜材料具有較高的抗化學清洗能力，即抗強酸，強堿和強氧化性等。聚偏氟乙烯(PVDF)材料具有的獨特材料性能(抗化學腐蝕，抗氧化以及柔韌性等)，成為膜生物反應器技術中最為重要的材料。現有的聚偏氟乙烯膜材料存在主要不足有膜材料親水性能差，材料強度低。本發明公開了一種以非結晶或者無定性機構為主的高強度，永久親水行聚偏氟乙烯膜材料的結構及制備方法。根據材料制備的手段，針對結晶結構和親水性將偏氟乙烯膜材料的制備相關專利文獻總結如下。

專利CN1579601公開了一種干-濕法紡絲工藝紡絲制備聚偏氟乙烯樹中空纖維膜，原料液中包括15-35wt％的聚偏氟乙烯樹脂固體物質、60-80wt％的紡絲溶劑、1～5wt％的親水性大分子和1～9wt％的致孔劑的紡絲原液經制得，其中親水性大分子為聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮和/或聚氧乙烯，專利沒有提及聚偏氟乙烯高分子在膜材料中的是否以非結晶形態為主要結構，也沒有涉及膜材料得永久親水性問題。專利CN1579602公開了一種聚偏氟乙烯材料親水化的方法，所獲得膜材料為非對稱結構的燒結α-氧化鋁/聚偏氟乙烯共混中空纖維膜。該方法以聚偏氟乙烯為原料，先在聚偏氟乙烯的良溶劑里面分散燒結α-氧化鋁，使之與加入的聚偏氟乙烯產生反應，形成混合液；然后往混合液中添加親水性化合物，該親水性化合物與上述混合液反應，得到一定粘度的制膜液。將該制膜液通過相轉化法制備中空纖維膜。美國專利US6024872公開了一種采用α-氧化鋁和聚偏氟乙烯高分子形成復合材料的制備超濾、微濾膜材料的方法，在膜制備溶液中加入聚乙烯醇和α-氧化鋁和聚偏氟乙烯高分子形成的復合物參與反應，提高膜材料的通透性能50％以上。專利CN1687222公開了聚偏氟乙烯改性膜制備方法，該法中采用將平均粒徑為1～20nm的二氧化鈦與聚偏氟乙烯共混改性方法，改善了聚偏氟乙烯的親水性，所得聚偏氟乙烯膜不易被污染。專利所提及的膜材料結晶度相對偏高，強度難以保證；在制膜溶液中加入無機材料，改善了聚偏氟乙烯的親水性，三是由于聚偏氟乙烯和這些無機材料無法形成微觀角度上的交聯，不能確保膜材料的永久親水性。