[發(fā)明專利]一種高孔隙率、大比表面積聚烯烴多孔膜的制備方法

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• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN109834961A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李良彬;萬彩霞;孟令蒲;王道亮;陳曉偉;呂飛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學技術(shù)大學
• 主分類號: B29D7/01
• 分類號: B29D7/01;B29K23/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王洋;趙青朵

本發(fā)明提供了一種高孔隙率、大比表面積聚烯烴多孔膜的制備方法，包括：制備聚烯烴流延膜；將所述聚烯烴進行一次雙向拉伸、退火、萃取，得到一次雙向拉伸后的聚烯烴多孔膜；將一次雙向拉伸后的聚烯烴多孔膜二次雙向拉伸、退火，得到高孔隙率、大比表面積聚烯烴多孔膜。本發(fā)明基于熱致相分離的Bellcore技術(shù)，利用二次雙向拉伸工藝制備出高孔隙率，大比表面積聚烯烴多孔膜。制備的聚烯烴多孔膜不僅具有類似于熔融或靜電紡絲無紡布的高孔隙率和纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而且具有納米級纖維和較高的比表面積。該聚烯烴多孔膜可作為關(guān)鍵防護層用于防護服，亦或用作油水分離膜，也可作為多孔膜基體，還可在其上接枝其他官能團用于重金屬吸附或海水提鈾。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及薄膜材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高孔隙率、大比表面積聚烯烴多孔膜的制備方法。

背景技術(shù)

多孔膜由于其具有較大的吸附容量、比表面積大、透過性高等優(yōu)異性能，被廣泛用于分離、吸附、催化、生物醫(yī)學等方面。尤其隨著石油化工的發(fā)展，聚合物多孔膜越來越多的被應(yīng)用于工業(yè)中的各個方面。

例如聚乙烯，目前采用聚乙烯制備多孔膜的技術(shù)主要是熱致相分離的Bellcore技術(shù)，也稱之為濕法造孔工藝，其主要工藝過程為：用雙螺桿擠出機將高沸點、低揮發(fā)性溶劑(即成孔劑)與聚乙烯原料的混合物熔融塑化后從口模擠出，擠出的熔體在激冷輥上迅速冷卻制得鑄片，冷卻過程中聚乙烯和溶劑會發(fā)生相分離；然后對鑄片進行雙向拉伸；再用易揮發(fā)的溶劑將油膜中的溶劑萃取后對薄膜進行烘干處理，從而制備出聚乙烯多孔膜。通過這種方法制備出來的聚乙烯多孔膜作為電池隔膜被用于鋰電池中。目前由于其孔隙率不高，比表面積不大，影響了聚乙烯多孔膜在其他領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種工藝簡單的高孔隙率，大比表面積聚烯烴多孔膜的制備方法。

本發(fā)明提供了一種高孔隙率、大比表面積聚烯烴多孔膜的制備方法，包括：

A)制備聚烯烴流延膜；

B)將所述聚烯烴進行一次雙向拉伸、退火、萃取，得到雙向拉伸后的聚烯烴多孔膜；

C)將一次雙向拉伸后的聚烯烴多孔膜二次雙向拉伸、退火，得到高孔隙率、大比表面積聚烯烴多孔膜。

優(yōu)選的，所述制備聚烯烴流延膜的方法具體為：

將超高分子量聚乙烯與溶劑混合，預(yù)熱、經(jīng)擠出機擠出、流延、冷卻得到聚烯烴流延膜。

優(yōu)選的，所述超高分子量聚乙烯與溶劑的重量比為1：(1.5～3)；所述溶劑包括白油；所述超高分子量聚乙烯的分子量為40～100w。

優(yōu)選的，步驟B)所述拉伸方式為同步或異步；所述拉伸為受限拉伸；步驟C)所述拉伸方式為同步或異步；所述拉伸為受限拉伸。

優(yōu)選的，步驟B)所述縱向拉伸比為2～8，橫向拉伸比為2～8，拉伸速率為1～5mm/s。

優(yōu)選的，步驟B)所述萃取溶劑為正己烷或二氯甲烷；所述萃取時間為20～30min；所述萃取次數(shù)為2～3次。

優(yōu)選的，步驟C)所述縱向拉伸比為1～3，橫向拉伸比為1～3，拉伸速率為2～10mm/s。

優(yōu)選的，步驟B)所述拉伸溫度為100～120℃；所述退火溫度為100～120℃；所述退火時間為3～5min。

優(yōu)選的，步驟C)所述拉伸溫度為110～130℃；所述退火溫度為110～130℃；所述退火時間為3～5min。

優(yōu)選的，步驟C)得到的所述高孔隙率、大比表面積聚烯烴多孔膜：厚度為1～10μm；孔隙率為60～80％；比表面積為60～100m²/g。