[發(fā)明專利]一種聚偏氟乙烯平板微孔膜的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210124639.1
• 申請日: 2012-04-26
• 公開（公告）號: CN102658037A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王許云;郭慶杰;王新;田紅景
• 申請（專利權(quán)）人: 青島科技大學
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/06
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所 37104
• 代理人: 隋臻瑋

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種聚偏氟乙烯平板微孔膜的制備方法，屬于高分子膜制備與膜分離技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)：

PVDF(聚偏氟乙烯)是一種結(jié)晶性聚合物，其分子量大約為40～100萬，密度為1.78g/cm³，玻璃化溫度為-39℃，結(jié)晶熔點為180℃，分解溫度在316℃以上，在一定溫度和受壓下仍能保持良好的強度。PVDF具有優(yōu)異的抗腐蝕、耐老化性能，其薄膜化學穩(wěn)定性好，只能溶解于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亞砜(DMSO)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等強極性溶劑，室溫下不被酸、堿、強氧化劑和鹵素腐蝕，耐脂肪烴、醇、醛等有機溶劑。因此PVDF膜廣泛應用于食品、醫(yī)藥和水處理行業(yè)，由于PVDF微濾膜有良好的疏水性和耐溶劑性，因此它還可以應用于膜蒸餾、氣體凈化、有機溶劑精制等方面。?

目前聚偏氟乙烯多采用浸沒沉淀法制備微孔膜，聚合物溶液濃度范圍在8％-40％之間。若聚合物溶液濃度太低則制備的膜強度差，濃度太高則聚合物溶解狀態(tài)不佳。通常采用的溶劑有二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亞砜(DMSO)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等極性水溶性溶劑；水、丙酮、甘油、乙二醇、乙醇、甲醇等小分子物質(zhì)或其與前述良性溶劑的混合物可用作非溶劑凝固浴；某些小分子(如LiCl)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)等大分子常被用作制膜添加劑加入制膜液中。聚偏氟乙烯膜的孔結(jié)構(gòu)可通過對凝固浴組成及溫度、蒸發(fā)時間、環(huán)境溫度及濕度、制膜液組成和添加劑等條件進行調(diào)控。?

聚酰胺-胺(PAMAM)樹形大分子是近年來合成并迅速發(fā)展的一類新型樹枝形聚合物，具有良好的熱穩(wěn)定性，分子具有高度支化的拓撲結(jié)構(gòu)形態(tài)，分子在三維空間中具有近似球形的結(jié)構(gòu)，分子尺寸一般在幾納米到幾十納米之間，對PVDF膜孔結(jié)構(gòu)可以起到調(diào)控作用。?

PVDF微孔膜不僅直接用于水處理、環(huán)境保護和生化醫(yī)藥領(lǐng)域，還可以作為復合膜的支撐膜，對于根據(jù)應用需要實現(xiàn)對PVDF膜孔結(jié)構(gòu)的調(diào)控具有重要意義。?

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，旨在提供一種梯度結(jié)構(gòu)聚偏氟乙烯平板微孔膜的制備方法。本發(fā)明方法以聚酰胺-胺(PAMAM)樹形大分子作為添加劑，制備得到的聚偏氟乙烯平板微孔膜孔徑均勻，通量大。?

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的一種聚偏氟乙烯平板微孔膜的制備方法，按照如下步驟操作：?

第一步，將聚偏氟乙烯和3～10代的聚酰胺-胺樹形大分子添加劑在50～120℃下完全溶解?在溶劑中，然后在室溫下放置至凝膠狀態(tài)，再于溶解溫度下放置12～24小時，然后于50～70℃保溫3～5小時，制成鑄膜液；?

第二步，將鑄膜液過濾，真空脫泡后刮涂在無紡布上，在空氣中放置10～60秒；?

第三步，將刮涂有制膜液的無紡布浸入10～60℃的凝固浴中，凝膠成膜時間為5～120分鐘，形成聚偏氟乙烯平板微孔膜；?

第四步，將制備的微孔膜在去離子水中浸泡5～10天，再用無水乙醇浸泡15～20小時，在空氣中晾干。?

本發(fā)明方法第一步中所述聚偏氟乙烯分子量為40～60萬。?

本發(fā)明方法第一步中所述溶劑為N，N-二甲基甲酰胺(DMF)或N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)。?

本發(fā)明方法第一步中所述鑄膜液的質(zhì)量百分比組成為：聚偏氟乙烯12％～19％；添加劑0～5％；溶劑76％～88％。?

本發(fā)明方法第三步中所述凝固浴為去離子水。?

本發(fā)明方法的優(yōu)點在于聚酰胺-胺(PAMAM)樹形大分子具有高度支化的拓撲結(jié)構(gòu)形態(tài)，分子大小可有效設(shè)計，作為添加劑添加到鑄膜液中，可對PVDF膜孔結(jié)構(gòu)起到有效的調(diào)控作用。?

附圖說明：

圖1為以5.0代PAMAM樹形大分子為添加劑制備的聚偏氟乙烯微孔膜表面孔結(jié)構(gòu)圖。?

圖2為以5.0代PAMAM樹形大分子為添加劑制備的聚偏氟乙烯微孔膜斷面孔結(jié)構(gòu)圖。?

圖3為5.0代PAMAM樹形大分子添加劑的結(jié)構(gòu)示意圖。?

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明方法做進一步闡述。?

實施例1、?

第一步，在70℃下將16.0g聚偏氟乙烯和1.0g?3.0代的聚酰胺-胺樹形大分子添加劑溶解在84.0g?DMAc溶劑中，然后在室溫下放置至凝膠狀態(tài)，再于70℃下放置12小時，然后于50℃保溫3小時，制成鑄膜液；?