[發明專利]一種乙烯-三氟氯乙烯共聚物微孔分離膜及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201811296112.0
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109277004A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 高林娜;劉慧;吁蘇云;代哲振;張艷中
• 申請（專利權）人: 浙江省化工研究院有限公司;中化藍天集團有限公司
• 主分類號: B01D71/32
• 分類號: B01D71/32;B01D69/06;B01D69/08;B01D67/00;C02F1/44
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 項軍

本發明提供一種乙烯?三氟氯乙烯共聚物微孔分離膜，采用聚合物乙烯?三氟氯乙烯、熱穩定劑和稀釋劑組成的多相共混體系作為成膜體系，通過熱致相分離法(TIPS)制備ECTFE微孔分離膜，該膜同時具備高強度和高通量特性，且在制備過程中，廢液污染少，制備成本低，環保性能好。本發明還提供上述乙烯?三氟氯乙烯共聚物微孔分離膜的制備方法。制備得到的乙烯?三氟氯乙烯共聚物微孔分離膜適用于紡織、印染行業的高濃廢水的零排放，有機溶劑及堿液回收，微電子行業中刻蝕液過濾，抗生素分離提純，糖漿脫色，膜蒸餾與水氣分離。

技術領域

本發明屬于高分子膜材料領域，尤其涉及一種乙烯-三氟氯乙烯共聚物微孔分離膜及其制備方法和應用。

背景技術

膜分離技術因其高效、節能、設備與操作簡單，環境友好等優點，一直備受廣大學者和產業部門的關注，已逐步取代或提升了很多傳統過濾工藝。含氟聚合物因為其優異的耐高溫、耐化學介質、抗氧化性、絕緣性和不燃性成為尖端技術不可或缺的合成材料之一。使用含氟材料作為原料制備可以進行苛刻環境下的分離過程的高分子膜也成為了熱門的研究方向。

其中乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)以其突出的性能引起了人們的廣泛關注。ECTFE是乙烯和三氟氯乙烯按一比一的比例交替而成的共聚物。ECTFE是一種半結晶、熱塑性聚合物，脆化溫度低于-76℃，熔點在220～260℃之間，可長期在150℃以上使用。ECTFE具有優異的耐溶劑性能，包括常見的腐蝕性化學品和有機溶劑，例如：無機酸、氧化性酸、氫氧化鈉、金屬腐蝕劑、液態氧等。因不溶于大多數溶劑，一般只能采用熱致相分離(TIPS)法制備ECTFE薄膜。

熱致相分離法是一種重要的多孔聚合物膜制備技術，通過冷卻使高溫下均相的聚合物溶液發生相分離，脫除稀釋劑后，富相成為膜的骨架，貧相處成為孔隙。TIPS理論上適用于各種聚合物膜材料，但更專用于常溫下不溶于任何溶劑、不能由非溶劑致相轉化法成膜的結晶性聚合物材料，例如乙烯-三氟氯乙烯、聚苯硫醚和聚醚醚酮等。TIPS拓寬了聚合物膜的應用范圍，其突出優勢引起了學術界和產業界的高度關注，成為目前膜科學領域的研究熱點之一。

天津大學的楊振生研究了熱致相分離法制備聚合物膜的形成機理以及膜表面形貌控制，研究表面，結晶性聚合物的形成機理主要由稀釋劑種類決定，并通過聚合物和稀釋劑之間的相互作用參數表示出來。相分離后期則主要通過動力學決定。相轉化法膜結構是相核生成速率、相核生長聚并速率、富相固化速率三者競爭決定的。改變成膜體系及成成膜條件，將改變固化后的膜結構。TIPS法膜結構的主要影響因素包括聚合物分子量、稀釋劑種類、固含量、冷卻速率和成核劑。中國專利CN108057346A公布了一種高通量聚合物分離膜的制備方法，該方法涉及通過二元稀釋劑，采用熱致相分離法制備ECTFE多孔膜。該方法制備的多孔膜純水通量在450～700L·m^-2·h^-1·bar^-1之間。上述現有技術中制備的聚合物分離膜在獲得一定純水通量的前提下，其膜的機械強度無法滿足實際生產的需求，且在制備膜的過程中，廢液污染嚴重且廢液處理成本高。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供了環保性能好，同時具有高的機械強度和水通量的乙烯-三氟氯乙烯共聚物微孔分離膜及其制備方法和應用。

本發明是通過以下技術方案實現的：

乙烯-三氟氯乙烯共聚物微孔分離膜的制備方法，包括如下步驟：

S1、通過將乙烯-三氟氯乙烯共聚物、抗氧劑和稀釋劑在擠出機中加熱混合得到熔融物料；

S2、通入芯液后，熔融物料由擠出機中擠出得到中空纖維膜絲或由平板硫化機壓制成平板膜；

S3、將S2中的成型膜浸于冷卻介質中冷卻固化，然后浸入萃取劑中萃取得到乙烯-三氟氯乙烯共聚物微孔分離膜。