[發明專利]一種改性聚偏氟乙烯微孔膜的制備方法

無效

• 申請號: 201410577072.2
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104324624A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 陳桂娥;陸曉孝;許振良;尚愛花;朱維緯;劉延軍;徐孫杰;孫麗;黃會紅
• 申請（專利權）人: 上海應用技術學院
• 主分類號: B01D71/78
• 分類號: B01D71/78;B01D69/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明屬于膜分離技術領域，涉及一種微孔膜的制備方法，具體來說是一種改性聚偏氟乙烯微孔膜的制備方法。

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背景技術

膜分離技術由于分離效率高、無相變、操作簡單、無二次污染、分離產物易回收、節能環保等優點，現在膜技術已經成為水處理研究領域中不可或缺的技術手段。膜材料作為膜分離技術的核心，它的性質和結構對膜分離性能起著決定性的作用。

聚偏氟乙烯（PVDF）是一種以-CH₂-CF₂-為結構單元的鏈狀結晶性的聚合物，在晶型結構中，碳鏈呈鋸齒形排列，氫原子被電負性較大的氟原子取代后，與相鄰的氟原子相互排斥，從而使得氟原子不在同一平面內，并沿碳鏈作螺旋分布，故在碳鏈四周被一系列性質穩定的氟原子所包圍，這種幾乎無間隙的空間屏障使得任何原子或基團不能輕易進入其結構內而破壞碳鏈。正是由于這種結構，使得PVDF具有優異的耐酸、堿、氧化劑等優良的化學穩定性，熱穩定性和易成膜等特點，廣泛用于膜材料的制備，尤其應用于微孔膜和超濾膜。

PVDF微孔膜的制備方法主要有相分離法、燒結法、浸漬蝕刻法等，而最常用的是采取相轉換法制膜。為了達到具有較大孔徑且分布均勻的PVDF膜的制備要求，需要對其進行改性處理。

目前對PVDF的改性研究主要有膜表面改性和膜材料改性。膜表面改性首先是制備出PVDF膜，然后在膜表面引入親水性物質。表面改性有表面涂層和等離子體引發，涂層法操作簡單，但易脫落，而等離子體引發改性成本高、效率低，不適合大規模應用。

膜材料改性可以分為膜材料化學改性和共混改性。現在利用共混改性成膜已經可以進行大規模生產，而在膜材料的化學改性研究中，包括輻射接枝改性、堿處理后接枝改性、臭氧處理熱引發接枝改性、光引發接枝改性等均在科研領域有所研究。近年來研究者利用光引發接枝改性技術對PVDF的研究，其研究重點主要集中在PVDF膜的改性上，而對PVDF粉體進行紫外光引發接枝改性的研究比較少。

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發明內容

針對現有技術中的上述技術問題，本發明提供了一種改性聚偏氟乙烯微孔膜的制備方法，所述的這種改性聚偏氟乙烯微孔膜的制備方法要解決現有技術中的改性聚偏氟乙烯微孔膜的制備方法成本高、效率低、獲得的膜的孔徑不均一的技術問題。

本發明一種改性聚偏氟乙烯微孔膜的制備方法，包括如下步驟：

（1）一個制備接枝丙烯酸單體的聚偏氟乙烯粉末的步驟，在所述的一個制備接枝丙烯酸單體的聚偏氟乙烯粉末的步驟中，先稱取一定量的聚偏氟乙烯粉末、丙烯酸、二苯甲酮加入到無水乙醇溶液中得到混合懸浮液，所述的無水乙醇和聚偏氟乙烯的重量比在100：（5～30）之間，所述的聚偏氟乙烯粉末與丙烯酸單體重量比為1：(1～5)，所述二苯甲酮在無水乙醇溶液體系濃度為0.001～0.05mol/L，將得到的混合懸浮液進行氮封處理，將所述的混合懸浮液放置于紫外光照下，光照時間為0.5～3h，紫外光強度為800~1500w，同時進行攪拌，光照后進行真空抽濾，抽濾后的濾餅用無水乙醇洗滌，再次進行抽濾，所得粉末在真空干燥后保存備用；

（2）一個制備鑄膜液的步驟，在所述的制備鑄膜液的步驟中，先稱取接枝丙烯酸單體的聚偏氟乙烯粉末、聚乙烯吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮和丙酮，所述的接枝丙烯酸單體的聚偏氟乙烯粉末、聚乙烯吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮和丙酮的重量比為10-15：1-5：70-84：5-10，先將N-甲基吡咯烷酮和丙酮加入到一個反應容器中，再加入接枝丙烯酸單體的聚偏氟乙烯粉末、聚乙烯吡咯烷酮，攪拌至完全溶解獲得鑄膜液，鑄膜液脫泡靜置20~30h備用；

（3）一個采用轉相法制備聚偏氟乙烯微孔膜的步驟，在所述的采用轉相法制備聚偏氟乙烯微孔膜的步驟中，將鑄膜液用刮刀刮到玻璃板上，于空氣中蒸發，然后放入凝膠浴，待成膜后，取出浸入去離子水中3~7天，完全除去殘留雜質，期間每隔3~8小時換一次水，最后晾干得到改性聚偏氟乙烯微孔膜。

進一步的，所述鑄膜液于空氣中預蒸發時間為5～30s，環境溫度20～30℃，濕度為50～80%。

進一步的，所述接枝丙烯酸單體的聚偏氟乙烯粉末和N-甲基吡咯烷酮的重量比為1：(3～7)。

進一步的，在所述的一個制備接枝丙烯酸單體的聚偏氟乙烯粉末的步驟中，在無水乙醇中加入聚偏氟乙烯粉末，然后加入光引發劑二苯甲酮并攪拌，使得聚偏氟乙烯粉末在乙醇中充分分散，再向溶液中加入丙烯酸，將上述溶液置攪拌，并在紫外光下光照。