[發明專利]一種親水性PVDF材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010150415.9
• 申請日: 2010-04-15
• 公開（公告）號: CN101824122A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 張軍;趙學娟;陳雙俊;成靜;張偉;王曉琳
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C08F259/08
• 分類號: C08F259/08;C08F2/44;C08K3/22;C08K3/36;C08L25/12;C08L51/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 郭百濤

技術領域

本發明涉及一種PVDF材料及其制備方法，更具體地說涉及一種親水性PVDF材料及其 制備方法。

背景技術

隨著低碳經濟時代的來臨，低能耗分離技術諸如高性能微/納濾膜的開發日益重要。聚偏 氟乙烯(PVDF)由于碳氟鍵鍵能高、鍵長短，表現出優異的抗氧化性、熱穩定性、水解穩定性 以及良好的機械和成膜性能，由其制備的PVDF微孔膜已成功應用于膜蒸餾、氣體凈化、有 機溶劑精制等方面。然而，氟原子的低表面能使PVDF材料具有較強的疏水性，限制了其在 生化制藥、食品飲料及水處理等水相分離體系的應用。PVDF材料的強疏水性使其在使用過 程中容易吸附油性物質而造成污染，特別是PVDF膜在過濾含蛋白質等油性物質的水溶液時， 容易引起膜孔堵塞和通量下降，從而降低生產效率，增加操作成本，制約了其在膜分離領域 的應用。通過對PVDF材料的親水改性，可以從根本上解決其易污染的問題，提高PVDF材 料的綜合性能，拓展其在不同領域的應用。目前，PVDF常用的親水改性方法主要有三種： 表面涂覆、表面接枝和共混改性。如申請號為200410024928和200610026461發明專利分別 公開了利用表面涂覆和表面接枝親水改性PVDF。其中表面涂覆方法效果不穩定；而通過表 面接枝雖然能夠取得較好的改性效果，但由于此法對生產條件要求較高，同時耗能也較大， 因而限制了其在大規模工業生產中的應用。目前典型的作為與PVDF物理共混的親水改性劑 是一些親水性聚合物，其含量直接影響著PVDF的力學性能和親水性。公開號為CN101319081 的發明專利公開了一種熔融共混改性PVDF親水性的材料和方法，雖然改性效果不錯。然而， 由于PVDF極強的疏水性，使得強親水性的聚合物不容易與之共混相容，而弱親水性的聚合 物共混對其親水性的提高又比較有限，因此在改性劑的選擇上有一定的局限；另外，長時間 的高溫熱處理會使親水化改性后PVDF中的氟原子向表面遷移，從而達到能量較低的熱力學 平衡態，普通物理共混方法很難維持持久的親水改性效果，所以其改性材料組成和改性方法 還有待進一步提高。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術存在的不足與問題，提供了一種親水性PVDF材料，可使 其水接觸角降低至80度左右，大大提高了PVDF材料的親水性。

同時本發明還提供了該親水性PVDF材料的制備方法，該方法操作方便并且產品性能穩 定。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明的親水性PVDF材料，其是由以下重量百分比的原料制成：

PVDF????????????????43～84％

親水改性單體????????16～45％

SAN?????????????????0～19％

無機親水改性材料????0～5％

過氧化物引發劑??????0.2～1％

其中SAN為丙烯腈與苯乙烯的共聚物。

本發明的親水性PVDF材料，其進一步的技術方案是所述的親水改性單體為極性的甲基 丙烯酸甲酯(MMA)。

本發明的親水性PVDF材料，其進一步的技術方案還可以是所述的無機親水改性材料為 TiO₂、SiO₂或Al₂O₃；再進一步的技術方案是所述的無機親水改性材料的用量重量百分比為 1.7～2.6％

本發明的親水性PVDF材料，其進一步的技術方案還可以是所述的丙烯腈與苯乙烯的共 聚物中丙烯腈單體含量為26％～33％；再進一步的技術方案是所述的丙烯腈與苯乙烯的共聚 物的用量重量百分比為6～19％。

本發明的親水性PVDF材料，其進一步的技術方案還可以是所述的過氧化物引發劑為過 氧化二苯甲酰。

本發明上述的親水性PVDF材料的制備方法是將原料在溶液狀態下，使用原位聚合方法， 實現在聚合的同時完成分子鏈之間的充分共混。

本發明的親水性PVDF材料的制備方法，其進一步的技術方案是包括以下步驟：

將PVDF配置為含量10wt％的DMF溶液，再按照配比分別將PVDF溶液和其它所用原 料加入反應器中，最后加入引發劑并在氮氣氣氛保護下聚合4～7h，聚合溫度為75～80℃； 將聚合所得反應液逐滴滴入無水乙醇中沉淀提純改性產物，然后進行過濾、洗滌、干燥后， 得到最終產物親水性PVDF材料；再進一步的技術方案是所述的引發劑為過氧化二苯甲酰。