[發(fā)明專利]聚偏二氟乙烯薄膜、其形成方法及純化鹽水的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710707245.1
• 申請(qǐng)日: 2017-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN108570155A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李佳玲;黃立德;童國倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): C08J5/18
• 分類號(hào): C08J5/18;C08L27/16;C08K9/02;C08K7/24;D01D1/02;D04H3/007;D01D5/24;B01D71/34;B01D67/00;C02F1/44
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

本發(fā)明提供一種聚偏二氟乙烯薄膜，包括熔融粘度介于35至60千泊(k poise)的聚偏二氟乙烯，且所述聚偏二氟乙烯薄膜表面的孔洞尺寸介于0.1微米至5微米之間。本發(fā)明還提供一種上述聚偏二氟乙烯薄膜的形成方法。本發(fā)明還提供一種利用上述聚偏二氟乙烯薄膜的純化鹽水的方法。本發(fā)明的聚偏二氟乙烯薄膜不僅內(nèi)外表面皆有高表面開孔率，使其具備高通量、阻鹽率佳的優(yōu)點(diǎn)，且制程簡(jiǎn)單、不需使用大量溶劑為凝聚槽、及成本低，具應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本揭露是關(guān)于聚偏二氟乙烯薄膜，更特別關(guān)于表面具有孔洞的聚偏二氟乙烯薄膜。

背景技術(shù)

直接接觸式薄膜蒸餾(direct contact membrane distillation,DCMD)技術(shù)是控制薄膜兩側(cè)流體的溫度梯度以形成的蒸氣壓差為驅(qū)動(dòng)力，使高溫側(cè)含鹽進(jìn)料的水以水蒸氣分子經(jīng)由薄膜孔洞傳輸?shù)降蜏貍?cè)并凝結(jié)成液體，以分離出鹽水中的水。在DCMD中，薄膜本身不直接以孔洞大小參與物質(zhì)的篩選，僅利用界面特性分隔兩不同溫度的溶液，整體而言，薄膜蒸餾包含汽化、質(zhì)傳及冷凝的過程，與常規(guī)的蒸餾原理相似，所以DCMD所使用的薄膜材料，需兼顧高孔隙率、開孔率、疏水性與足夠的機(jī)械強(qiáng)度，PVDF是常使用的材料。過去制作多孔性PVDF薄膜，雖有很高的孔隙率，但其表面開孔率低，不然就是孔洞過小且表面粗糙度低。濾速與表面開孔率呈正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)表面開孔率低會(huì)增加薄膜蒸餾的阻力，即孔洞太小與孔洞太少時(shí)膜的阻力變大進(jìn)而影響水的通量及濾速。而表面的疏水性質(zhì)會(huì)影響DCMD操作過程的穩(wěn)定性，如疏水性質(zhì)或粗糙度低會(huì)降低DCMD的壽命。

綜上所述，目前亟需一種表面具有多孔洞、疏水性質(zhì)及高機(jī)械強(qiáng)度的聚偏二氟乙烯薄膜以應(yīng)用于DCMD中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種表面具有多孔洞、疏水性質(zhì)及高機(jī)械強(qiáng)度的聚偏二氟乙烯薄膜。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述聚偏二氟乙烯薄膜的形成方法。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種利用上述聚偏二氟乙烯薄膜的純化鹽水的方法。

本揭露一實(shí)施例提供的聚偏二氟乙烯薄膜，包括熔融粘度介于35至60千泊(kpoise)的聚偏二氟乙烯，且上述聚偏二氟乙烯薄膜表面的孔洞尺寸介于0.1微米至5微米之間。

本揭露一實(shí)施例提供的聚偏二氟乙烯薄膜的形成方法，包括將熔融粘度介于35至60千泊(k poise)的聚偏二氟乙烯溶于三乙磷酸酯中，以形成一聚偏二氟乙烯溶液；以及將該聚偏二氟乙烯溶液置入水中，以形成一聚偏二氟乙烯薄膜，且上述聚偏二氟乙烯薄膜表面的孔洞尺寸介于0.1微米至5微米之間。

本揭露一實(shí)施例提供的純化鹽水的方法，包括將前述的聚偏二氟乙烯薄膜置于一熱鹽水端與一冷凈水端之間；以及使上述熱鹽水端中的水穿過上述聚偏二氟乙烯薄膜后到達(dá)上述冷凈水端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明的聚偏二氟乙烯薄膜，藉由溶劑選擇、PVDF分子量及濃度的搭配，可促使聚偏二氟乙烯薄膜的表面孔洞生成；降低溶解溫度或是添加適量改質(zhì)后的納米碳管可進(jìn)一步強(qiáng)化薄膜機(jī)械性質(zhì)及穩(wěn)定性；此外，本發(fā)明的聚偏二氟乙烯薄膜不僅內(nèi)外表面皆有高表面開孔率，使其具備高通量、阻鹽率佳的優(yōu)點(diǎn)，且制程簡(jiǎn)單、不需使用大量溶劑為凝聚槽、及成本低，具應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)。

附圖說明

圖1是為本揭露實(shí)施例及比較例中PVDF的表面開孔率及接觸角的關(guān)系圖；

圖2A至圖2M是為本揭露實(shí)施例2、實(shí)施例3、比較例1至11中PVDF膜的SEM(ScanningElectron Microscope)圖；

圖3是本揭露實(shí)施例2、實(shí)施例3中PVDF膜的通量及阻鹽率的結(jié)果；

圖4是本揭露一實(shí)施例中，PVDF膜用于薄膜蒸餾凈水裝置的結(jié)果；