[發(fā)明專利]一種超疏水性PVDF膜的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710103464.9
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN106823829B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王亮;吳曉娜;趙斌;張朝暉;李君敬;趙新華;張宏偉;黃秀秀;孫騫;徐騰遙
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學;天津大學
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D71/34;B01D69/02;B01D69/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 宋潔瑾

本發(fā)明公開了一種超疏水PVDF膜的制備方法。該方法主要包括：配制PVDF鑄膜液，配制混合型凝固浴；制備初生平板膜或經(jīng)中空噴絲頭紡制成的中空纖維膜；將上述初生膜在空氣中靜置后置于凝固浴中，完全固化后經(jīng)去離子水浸泡去除殘留有機物，得到超疏水性PVDF復合膜；通過該方法制備的PVDF超疏水膜呈現(xiàn)球狀堆積的無缺陷梯級孔結(jié)構(gòu)，表層及內(nèi)部析出的PVDF微球表面呈現(xiàn)類似荷葉表面的微?納米雙微觀結(jié)構(gòu)，因此不僅膜表面而且膜孔均體現(xiàn)出超疏水特性，從根本上提高膜的抗?jié)櫇裥阅埽槐景l(fā)明公開的超疏水PVDF膜制備方法具有制備過程簡單可操作性強等優(yōu)點，避免了單純膜表面超疏水改性的抗?jié)櫇裥Ч怀志玫谋锥耍m用于膜蒸餾、膜吸收等膜過程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及膜技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超疏水PVDF膜的制備方法。

背景技術(shù)

聚偏氟乙烯(PVDF)常態(tài)下為白色粉體，是一種含氟的疏水性高分子材料。其突出的特點是耐熱性、可溶性及機械強度高，而且具有良好的化學穩(wěn)定性，在室溫下不被酸、堿、強氧化劑和鹵素所腐蝕，可在強極性有機溶劑中溶解，形成膠體狀溶液。與其它疏水性高分子材料，如PP、PTFE相比，PVDF因其可通過簡單的非溶劑誘導相轉(zhuǎn)移方法制備成微孔膜而受到重視，但在膜蒸餾、滲透汽化和膜吸收等膜接觸器運行過程中水分子進入膜孔導致的膜潤濕現(xiàn)象非常嚴重，從而降低了系統(tǒng)的工作效率，甚至造成工作系統(tǒng)的癱瘓。因此提高PVDF膜的疏水性成為推動其在膜接觸器領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵問題。

常規(guī)提高PVDF膜疏水性的方法主要有共混疏水性組分、膜表面疏水改性等。專利CN104826503 A中公開了一種PVDF/碳納米管超疏水膜的制膜配方及其制備方法，所述雜化在非極性蒸汽環(huán)境中固化后得到PVDF/碳納米管超疏水膜。但是該方法制備的膜中碳納米管并不能暴露在膜表面及孔道中，而且該方法中非極性蒸汽環(huán)境難以控制，不易于操作，成膜性下降；專利CN101474896 A公開了一種在膜基體表面構(gòu)筑微-納米超疏水涂層，該方法制得的PVDF膜表面水滴接觸角達到160°以上，但是該方法只能實現(xiàn)膜表面具有超疏水性，并不能從本質(zhì)上改善膜孔道的疏水性；專利CN105381723 A公開了一種超疏水平板膜的制備方法，以聚烯烴平板膜為基膜，首先將所述聚烯烴平板基膜進行膜片羥基化處理，然后利用硅烷單體在聚烯烴平板基膜的表面進行硅烷化反應(yīng)，在聚烯烴平板基膜上構(gòu)筑有機硅微米或納米結(jié)構(gòu)表面，通過調(diào)節(jié)硅烷化反應(yīng)體系的含水量，控制硅烷單體在聚烯烴平板基膜的表面的聚合方向,得到超疏水平板膜。該方法雖能夠?qū)崿F(xiàn)膜表面的超疏水性，但膜孔的疏水性并未提升，一旦水分子進入膜孔，系統(tǒng)運行性能迅速下降。因此能夠?qū)崿F(xiàn)膜表面和膜孔的同步超疏水改性對于從根本上提高膜的抗?jié)櫇裥阅苤陵P(guān)重要。

超疏水表面一般可以通過兩種方法構(gòu)建：一種是在低表面能的疏水材料表面上構(gòu)建微-納米級粗糙結(jié)構(gòu)；另外一種是利用低表面能物質(zhì)在微-納米級粗糙結(jié)構(gòu)上進行修飾處理。目前文獻中報道的超疏水表面制備方法包括溶膠-凝膠法、模板法、電化學法、刻蝕法、氣相沉積法、層層自組裝法、相分離法、靜電紡絲法、噴涂法、溶液浸泡法等。

現(xiàn)有的超疏水表面構(gòu)建技術(shù)，所用原料特殊、加工設(shè)備昂貴、操作過程復雜且難以控制，因此，通過創(chuàng)新方法來降低制備的成本仍將是近期研究的主要目標之一。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種超疏水性PVDF膜的制備方法，克服現(xiàn)有技術(shù)中疏水膜在應(yīng)用過程中遇到的膜潤濕的問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種超疏水性PVDF膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)PVDF鑄膜液的制備:首先將致孔劑均勻分散于有機溶劑中,將PVDF粉體溶于上述有機溶劑中，水浴恒溫攪拌，然后靜置脫泡得到混合均勻的PVDF鑄膜液；

(2)配制混合型凝固浴；所述混合型凝固浴，是均相混合液，或混合均勻的油相和水相形成的乳濁液，或納米粒子和有機試劑形成的懸濁液；