[發(fā)明專利]聚偏氟乙烯-聚醚砜共混中空纖維膜及熱致相分離制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010150961.2
• 申請日: 2010-04-13
• 公開（公告）號: CN102219969A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊新浩;劉冠文;葛海霖
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州美能材料科技有限公司
• 主分類號: C08L27/16
• 分類號: C08L27/16;C08L81/06;D01D5/24;B01D71/76;B01D71/34;B01D71/68
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚偏氟乙烯-聚醚砜共混中空纖維膜，以及其熱致相分離制備方法。

背景技術(shù)

超濾膜是一種孔徑范圍為0.001-0.1微米的微孔過濾膜。以超濾膜為基礎(chǔ)的超濾膜分離技術(shù)(超濾)以其常溫，低壓操作，無相變，能耗低等顯著特點，成為一種新型的分離過程，被廣泛地應(yīng)用于水處理(如飲用水凈化)，飲料，生物，食品，醫(yī)藥等領(lǐng)域。

膜性能與膜材料的性質(zhì)密切相關(guān)。聚偏氟乙烯(PVDF)是一種結(jié)晶型聚合物，熔點較低、熔融流動性好，可以進行模塑、擠塑、注塑、吹塑加工。拉伸強度高、韌性好、抗沖擊強度高、耐磨耗、耐蠕變；具有較高的耐熱性，可在-62℃～150℃溫度范圍內(nèi)長期使用；具有突出的耐氣候老化性，耐臭氧、耐紫外光；聚偏氟乙烯(PVDF)具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，室溫下不被酸、堿、強氧化劑和鹵素所腐蝕，一般有機溶劑對它也無影響。聚偏氟乙烯(PVDF)綜合性能良好，是一種性能優(yōu)異的膜材料，廣泛應(yīng)用于各種分離膜的制造。但是聚偏氟乙烯的表面能極低，是一種疏水性很強的材料。

聚醚砜(PES)具有優(yōu)良的物理機械性能，強度高、剛性好，耐蠕變性佳，在高溫下連續(xù)使用和在溫度急劇變化的環(huán)境中仍能保持穩(wěn)定的性能。聚醚砜耐化學(xué)藥品性良好，在一般的酸、堿、脂肪烴、油脂、醇類等溶劑條件下保持穩(wěn)定，在高溫下可以不被酸堿腐蝕，可以耐汽油、機油、潤滑油等油類和氟里昂等清洗劑，它具有非晶樹脂中最好的耐溶劑開裂性。聚醚砜材料的機械強度比聚偏氟乙烯材料好，材料本身的親水性也比聚偏氟乙烯材料好，但它的材料的機械延伸性比聚偏氟乙烯材料差。

現(xiàn)有技術(shù)中使用聚偏氟乙烯制備超濾膜，由于聚偏氟乙烯(PVDF)表面能低，具有很強的疏水性，所以需要在聚偏氟乙烯中添加親水改性劑或與其它親水的聚合物材料共混或表面改性，使膜絲在水中呈現(xiàn)親水性，膜的制備方法都采用非溶劑相分離法(NIPS)，如中國專利公開第CN9511749T號、第CN98103053號和第CN101439268A號專利申請所描述的聚偏氟乙烯超濾膜的制備，其中第CN9511749T號、第CN98103053號專利申請描述用非溶劑相分離法(NIPS)工藝和制膜配方包括加入大量親水性物質(zhì)，使膜絲在水中呈現(xiàn)親水性和第CN101439268A號專利申請制備用非溶劑相分離法制備出的聚偏氟乙烯濾膜通過用化學(xué)處理方法使聚偏氟乙烯(PVDF)樹脂原料形成活性基團，再跟親水性化合物甲基丙烯酸縮水甘油醇或丙烯酸反應(yīng)，形成改性的親水化聚偏氟乙烯(PVDF)原材料所制成的，其拉伸強度為1.3～3.5N、平均孔徑為0.05μm、通量為900～1000L/m²·h。用非溶劑相分離法工藝(NIPS)制成的聚偏氟乙烯類中空纖維膜的機械強度差和聚偏氟乙烯材料干燥過程中的收縮性是這類材料膜絲的最大的弱點。

中國專利公開第CN?1014122706A號介紹了一種具有改善親水性的共混聚偏氟乙烯中空纖維膜的非溶劑相分離法(NIPS)工藝制備方法，結(jié)合二種材料的特性，將聚偏氟乙烯、聚醚砜、纖維素衍生物、成孔劑和溶劑按重量百分比8～25％、1～8％、0.1～10％、1～15％、70～90％混合均勻，用干-濕法紡絲非溶劑相分離法(NIPS)工藝制備出共混聚偏氟乙烯中空纖維膜，加入少量的聚醚砜可以使膜的收縮率大幅下降，通量得到提高，使膜絲的機械強度也得到改善，具有較好的抗破壞性能。同時制備的共混聚偏氟乙烯中空纖維膜增加了純聚偏氟乙烯膜親水性和尺寸穩(wěn)定性。但是采用干-濕法即非溶劑相分離法(NIPS)紡絲工藝制備，即使用共混聚偏氟乙烯(PVDF)/聚醚砜(PES)配方，這種工藝制備的中空纖維膜絲機械強度仍然較低和不足夠，孔徑大小及分布不均勻。在專利AU?653528中描述用熱致相分離法(TIPS)制備中空纖維膜，是將聚偏氟乙烯樹脂(PVDF)與混配有機成孔劑，在220℃高溫和部分真空下形成熔融物料，然后通過中空成型噴嘴在215℃下擠出中空纖維，這樣形成中空纖維膜，但是形成的膜孔隙率低。為了改進上述制膜工藝存在的問題，日本特開平3-215535號公開了一種具有較大的機械強度和較高耐壓性的聚偏氟乙烯樹脂(PVDF)中空纖維多孔膜的制造工藝，在聚偏氟乙烯樹脂中混有鄰苯二甲酸正辛酯(DOP)等有機成孔劑和疏水二氧化硅的無機納米粉體作為無機成孔劑，在高達(dá)250℃溫度下熔融擠出成型后，提取出有機和無機成孔劑，這樣得到內(nèi)外表面無皮層的均一孔徑的對稱膜，但是該膜的過濾精度大為降低，空隙率也較低。

發(fā)明內(nèi)容