[發明專利]一種PTFE微孔膜連續親水改性設備

在審

• 申請號: 202310429223.9
• 申請日: 2023-04-11
• 公開（公告）號: CN116510527A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 趙遠飛;金王勇;侯浩杰;馮濤
• 申請（專利權）人: 浙江東大環境工程有限公司
• 主分類號: B01D69/02
• 分類號: B01D69/02;B01D69/08;B01D61/14;B01D71/36;B01D67/00
• 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: 秦曉剛

本發明公開了一種PTFE微孔膜連續親水改性設備，包括放絲裝置、親水改性高壓射流裝置、熱處理裝置、射流清洗裝置、熱風干燥裝置以及收卷裝置；親水改性高壓射流裝置包括供膜絲連續通過的射流管道，膜絲通過射流管道過程中改性溶液高速穿透PTFE微孔膜表面進入PTFE微孔中；熱處理裝置加熱連續通過的膜絲，以通過熱交聯將改性溶液中的極性親水基團錨定在PTFE微孔膜上；射流清洗裝置將熱處理過程未完全反應的單體洗出；熱風干燥裝置通過熱風對清洗后的膜絲進行干燥。本發明采用高壓射流改性技術，使制備的PTFE中空纖維膜絲具備永久的親水性，涂層牢固；并且實現設備一體化、同步在線連續生產。

【技術領域】

本發明屬于PTFE技術領域，具體涉及PTFE微孔膜親水改性技術。

【背景技術】

PTFE是完全對稱的無支鏈的線性高分子，整個PTFE分子只有C、F兩種原子，且CF2基團沿著聚合物鏈，F原子半徑較小，F原子與骨架碳原子的連接緊密，導致相鄰的CF2單元的取向不會完全按反式交叉進行，而是形成一個扭曲鏈，并帶有螺旋形，因此高度結晶，結晶度大于92％，具有極高的耐強酸、強堿的優異性能，在水處理、物料分離領域具備優異性能。

然而PTFE本身是一種超疏水材料，由PTFE加工的微孔膜無法直接應用在水處理領域，需對膜絲進行親水化改性。

PTFE改性方法有鈉萘溶液法、等離子體處理、表面親水包覆交聯、填充混料法等，當前微孔膜主要采用表面改性法，常采用表面活性劑、多元醇聚合物溶液浸泡，在表面賦予極性基團，其生產過程將膜絲浸泡在一定濃度比的親水溶液中若干個小時，再將膜絲取出轉入烘房中干燥，得到親水改性的PTFE中空纖維膜。

由于工藝采用浸溶劑泡，當浸泡膜絲量較大時膜絲內外壁、膜絲內外沿的濃度差異，導致親水性不均勻，并且親水聚合物與膜絲僅依靠氫鍵吸附，由于F原子的電負性較大，二者結合力弱，在后期使用過程中親水劑會逐步流失，最終喪失產水能力。

此外，生產過程工藝繁瑣，首先將PTFE中空纖維膜裁剪到一定的長度，通常3-5m，綁扎后才能浸泡到親水溶劑中，浸泡結束轉移到烘箱干燥，由于干燥熱處理溫度通常控制在100℃以上，而改性溶液中含有機溶劑、小分子有機物的揮發導致PTFE微孔纖維的收縮，干燥得到的PTFE中空纖維膜表面扭曲嚴重，膜絲長短不一、在后續澆注封端過程造成極大的浪費。

以上工藝過程是非連續的，步驟繁瑣，效率較低，占用多個空間，不利于工業化生產。

【發明內容】

針對現有技術中的不足，本發明所要解決的技術問題在于提供一種PTFE微孔膜連續親水改性設備，提高效率，以利于工業化生產。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種PTFE微孔膜連續親水改性設備，包括放絲裝置、親水改性高壓射流裝置、熱處理裝置、射流清洗裝置、熱風干燥裝置以及收卷裝置；

所述放絲裝置連續放出膜絲，所述收卷裝置連續收卷膜絲，從而使膜絲依次經過親水改性高壓射流裝置、熱處理裝置、射流清洗裝置以及熱風干燥裝置；

所述親水改性高壓射流裝置包括供膜絲連續通過的射流管道，所述射流管道的一端設有膜絲進口、另一端設有膜絲出口，所述射流管道設有用于向膜絲噴射改性溶液的高壓噴射口，膜絲通過射流管道過程中改性溶液高速穿透PTFE微孔膜表面進入PTFE微孔中；

所述熱處理裝置加熱連續通過的膜絲，以通過熱交聯將改性溶液中的極性親水基團錨定在PTFE微孔膜上；

所述射流清洗裝置將熱處理過程未完全反應的單體洗出；

所述熱風干燥裝置通過熱風對清洗后的膜絲進行干燥。

優選的，所述射流管道包括外套管和設于外套管中的中心內管，所述高壓噴射口設于中心內管上，所述外套管和中心內管之間設有溶液容腔，所述外套管設有與溶液容腔連通的溶液進口。