[發(fā)明專利]基于等離子體技術改善聚偏氟乙烯多孔膜抗污性能的方法

無效

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• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103831027A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 何春菊;趙新振;馬博謀;秦愛文;劉大朋;李翔
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B01D71/78
• 分類號: B01D71/78;B01D71/34;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發(fā)明屬于膜表面改性領域，特別涉及在PVDF多孔膜表面引入具有良好抗污效果的親水性聚合物，提升其抗污能力的方法。具體是通過低溫等離子體技術處理，直接將目標聚合物鍵合在膜表面，永久性改變多孔膜表面性質。

背景技術

現階段膜分離技術已經成為水處理的重要手段，而膜污染問題極大程度上降低了膜的使用壽命，制約了膜技術的進一步推廣應用。PVDF膜具有良好的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和機械性能使其成為使用最多的膜材料之一，但由于其成膜后極低的表面能和較強的疏水性，極易吸附蛋白等有機污染物，在使用過程中污染問題嚴重，造成能耗高、使用壽命短的缺陷。同時現在大量的研究工作證明，膜表面的親水改性是提升分離膜抗污染能力極為有效的方法，采用有效的改性手段，提高PVDF膜親水性并抑制膜表面污染物的吸附對于PVDF膜的大范圍應用勢在必行。

現階段的PVDF膜改性方法中，化學法對膜本身損害較大，產生的強酸強堿廢液污染嚴重。物理法中電子束輻照法由于能量過高，容易造成分子鏈降解，紫外法則由于能量過低，容易形成大量均聚物。而等離子體技術對材料的處理僅涉及表面幾百納米，短時高效，環(huán)保無污染，對處理材料無他特別要求。等離子體中包含離子、電子、自由基和亞穩(wěn)態(tài)粒子的電中性粒子體系，其中各種粒子的能量為幾到幾十電子伏，聚合物分子中各種化學鍵的鍵能為幾到十幾電子伏，因此當進行等離子體放電處理時，高能粒子進攻聚合物分子，可以打開聚合物分子的各種共價鍵，使聚合物中化學鍵斷裂和重新組合，促使其進行表面刻蝕、引入極性基團、表面交聯(lián)等反應，所以等離子體聚合中并不需要雙鍵等可聚合官能團，就可以直接將聚合物分子之間相互鍵合，當材料在聚合物單體氣氛或者吸附聚合物單體后，可以在膜表面直接形成交聯(lián)狀的聚合物薄膜。本發(fā)明中將充分利用等離子體對有機分子的可鍵合功能，實現對多孔膜的表面改性。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種基于等離子體技術改善聚偏氟乙烯多孔膜抗污性能的方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于等離子體技術改善聚偏氟乙烯多孔膜抗污性能的方法，其特征在于，具體步驟包括：

第一步：將PVDF多孔膜清洗除雜并晾干，置于等離子體儀中進行預處理；

第二步：將預處理后的PVDF多孔膜浸泡于目標聚合物溶液中進行吸附，晾干；所述的目標聚合物溶液中，目標聚合物為親水性聚合物，溶劑為水或者酸性水溶液，目標聚合物溶液的質量濃度為1％～20％；

第三步：將第二步處理后的PVDF多孔膜置于等離子體儀中進行改性處理，并對改性后的PVDF多孔膜進行清洗。

優(yōu)選地，所述第一步中的預處理的處理條件為：膜與電極之間距離為1～10厘米，腔室內通入的放電氣體為空氣或者氬氣，放電功率為50～500瓦，處理時間為30～300秒。

優(yōu)選地，所述第三步中的改性處理的處理條件為：膜與電極之間距離為1～10厘米，腔室內通入的放電氣體為空氣或者氬氣，放電功率為50～500瓦，處理時間為30～300秒。

優(yōu)選地，所述第二步中的親水性聚合物為聚乙二醇、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸鈉和殼聚糖中的至少一種。

優(yōu)選地，所述第一步中的PVDF多孔膜為平板膜或者中空纖維膜，超濾和微濾膜均可，但不局限于此。

優(yōu)選地，所述第二步中的吸附時間為12小時。

優(yōu)選地，所述第三步中對改性后的PVDF多孔膜的清洗采用先超聲清洗，后攪拌清洗的方式，清洗溶劑為極易溶解目標聚合物的水溶液或者酸性水溶液。

與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明在PVDF多孔膜表面接枝目標聚合物，以改善膜表面性質，實現提升膜表面抗污染能力，是一種簡單易行、節(jié)能環(huán)保、適用于進行規(guī)?；a的膜表面改性方法。

具體實施方式

下面結合具體實施例，詳細說明本發(fā)明，應該理解，這些實施例可用來說明本發(fā)明但不局限于本發(fā)明的范圍。

實施例1