[發明專利]一種聚四氟乙烯微孔材料的親水改性方法

無效

• 申請號: 201210403469.0
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN102872732A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 王峰;郭玉海;唐紅艷;朱海霖;張華鵬
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: B01D71/36
• 分類號: B01D71/36;B01D67/00;B01D69/04;B01D69/06;B01D69/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及一種材料表面親水改性的方法，具體涉及一種聚四氟乙烯微孔材料的親水改性方法。

背景技術

當前我國工業經濟高速發展，且人口也在不斷增加，隨之而來的環境污染問題日益嚴重，尤其是水污染。水污染給我國的可持續發展戰略造成負面影響，并嚴重威脅人民群眾的健康，違背“以人為本”的科學發展觀。2010年我國污水排放量為610億噸，造成上萬億噸淡水資源污染，工業用水和民用水日益緊缺，而且這種趨勢將隨人口增長和經濟發展持續下去，鑒于此，我國已將水污染治理列為重中之重，國家“十二五”規劃綱要中明確指出將大力扶持膜分離技術用于污水處理行業。

在此背景下，由聚丙烯，聚偏氟乙烯、聚砜等材料制備的平板膜、中空纖維膜迅速發展，在眾多分離膜材料中，通過雙向拉伸法制備的聚四氟乙烯微孔膜因其熔點高（327℃）、耐溫范圍廣（-200~260℃）、耐化學性能好、過濾精度高等特點在過濾行業中奠定了夯實的基礎。但聚四氟乙烯微孔膜因其自身結構造成的強疏水性限制了其應用領域。

目前薄膜親水化方法主要是先通過高能電子束輻射膜基材或等離子體活化膜表面，后通過自由基等聚合反應接枝親水性單體。前者因電子束能量過高造成材料力學性能下降，后者只局限于改善膜表面親水性，工業上均無法解決聚四氟乙烯微孔膜的親水化。當前國內市場上的親水聚四氟乙烯微孔膜主要為美國Gore和日本住友生產，售價高。

在“一種對聚四氟乙烯分離膜表面改性的方法”（申請號：201110318831.X）中采用原子沉積技術在聚四氟乙烯微孔膜表面沉積Al₂O₃等無機粒子，從而改善膜親水性。

在“聚四氟乙烯親水性微濾膜的制備方法”（申請號：200510060886.X）中采用聚乙烯醇和聚四氟乙烯樹脂共混后雙向拉伸制備出具有一定親水性和透水性能的聚四氟乙烯微孔膜。

在“一種聚四氟乙烯膨化膜的表面親水化改性方法”（申請號：201010231167.0）中采用等離子體處理聚四氟乙烯膜表面并接枝親水性丙烯酸單體，實現聚四氟乙烯微孔膜表面親水化。

發明內容

本發明的目的在于提供一種聚四氟乙烯微孔材料的親水改性方法，從而提高其在水處理行業中的過濾性能。

為達到上述目的，本發明是通過以下步驟實現的：

（1）潤濕處理：將聚四氟乙烯微孔材料浸入到溶劑中，時間為10~60秒，獲得潤濕的聚四氟乙烯微孔材料；

（2）親水處理：將聚乙烯醇溶解在20-50℃的水中，聚乙烯醇和水的質量份數為1:?19~99，制備聚乙烯醇水溶液；將所述潤濕的聚四氟乙烯微孔材料，浸漬到所述聚乙烯醇水溶液中，浸漬時間為0.5~3小時，之后晾干，獲得暫時性親水聚四氟乙烯微孔材料；

（3）后處理：將交聯劑、催化劑、硫酸、水按質量份數為1：0.2~0.6：0.1~0.3：60~90配制成后處理液；將所述暫時性親水聚四氟乙烯微孔材料，浸漬于所述后處理液中，取出，經干燥處理，獲得親水聚四氟乙烯微孔材料。

所述步驟（1）中，所述的聚四氟乙烯微孔材料包括平板膜、中空纖維膜、管式膜；所述的溶劑為無水酒精或分析純丁酮。

所述步驟（2）中，所述的聚乙烯醇為市售品種，牌號為2488、2088、1788。

所述步驟（3）中，浸漬時間為1~3小時，干燥處理的干燥溫度為60~100℃，干燥時間為0.5~1.5小時。

通過上述方法獲得的聚四氟乙烯微孔材料，在0.1Mpa水測試壓力下，平板膜水通量提高50%~70%，中空纖維膜水通量提高60%~80%，管式膜水通量提高50%~80%。

本發明的有益效果是：

（1）本發明改善了聚四氟乙烯微孔材料的親水性，有利于提高其在水處理行業中的過濾性能。

（2）本發明采用的浸漬方法具有不損傷聚四氟乙烯微孔材料本體性能的特點，并具有操作簡便、成本低的優勢。

（3）本發明采用浸漬的方法，不影響到聚四氟乙烯微孔材料的制備過程，適合平板膜、中空纖維膜、管式膜等多種形狀的聚四氟乙烯微孔材料，具有適應廣泛的特點。

具體實施方式

下面是本發明的實施例。

實施例1

（1）潤濕處理：將聚四氟乙烯平板膜、中空纖維膜、管式膜浸入無水酒精中，10秒后取出獲得潤濕的聚四氟乙烯平板膜、中空纖維膜、管式膜；