CN102580571A - 一种超高分子量聚乙烯微滤膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超高分子量聚乙烯微滤膜的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)按重量份含量称取超高分子量聚乙烯10-30重量份、稀释剂67-89.4重量份、成核剂0.1-2重量份和抗氧剂0.5-1重量份混合，所得混合物通过模压工艺或挤出工艺得到平板薄膜；(2)采用剪切工艺或拉伸工艺，使成核剂发生取向，得到取向平板薄膜；(3)使用萃取剂除去稀释剂，经洗涤、干燥后即形成微孔膜；(4)对微孔膜进行干燥和退火定型，即制备得到超高分子量聚乙烯微滤膜。与现有技术相比，本发明制备得到的超高分子量聚乙烯微孔膜形态更规整、孔径分布更均匀、水通量更高。同时具有突出的力学性能，尤其在取向方向上，断裂伸长率更高。

Description

一种超高分子量聚乙烯微滤膜的制备方法
技术领域
本发明属于膜分离技术领域，尤其涉及一种超高分子量聚乙烯微孔膜的制备，制得的超高分子量聚乙烯微孔膜满足于水处理过程中的微滤膜材料的要求。
背景技术
微滤是一种重要的膜分离过程，广泛地应用于工业污水处理、饮用水制备、食品工业、医疗卫生、军工等行业。膜分离过程的基本要件是过滤组件，核心是组件中的过滤膜，并以有机高分子材料制成的微孔过滤膜与组件为主。根据膜孔的平均大小或者截留颗粒尺寸大小，膜分离可以分为多种过程，其中微滤的定义孔径大小约为0.1-100um，主要截留水中的微粒、蛋白质和细菌等。常见的分离膜有平板膜、管式膜、中空纤维膜三种。
制备聚合物微孔膜的方法很多，例如浸没沉淀法、相分离法、拉伸法等。其中热致相分离法(TIPS)是重要而且广泛应用的方法，它适用于制备在常温下找不到良溶剂的聚合物，尤其是许多结晶或者带有氢键的聚合物；同时TIPS法通过快速的热交换来诱导聚合物溶液分相，控制工艺条件可以得到多样的孔结构。TIPS过程简述为：将一些热塑性、结晶性的高聚物与某些高沸点的稀释剂在高温下先形成均相溶液，然后降低体系温度，诱导体系发生固-液(S-L)或液-液(L-L)相分离；体系冷却固化后萃取脱除稀释剂后即可制备聚合物多孔膜。所述的稀释剂，是指对于聚合物材料而言是种潜在的溶剂，在常温下是非溶剂但高温时是溶剂，即“高温相容，低温分相”。稀释剂种类与含量是TIPS成膜工艺中最重要的因素，对最终的膜结构和膜性能有重要的影响。往往通过聚合物-稀释剂的相图的绘制，来详尽地研究不同聚合物-稀释剂体系的成孔动力学过程。
目前，采用TIPS法制备聚合物膜材料主要集中在高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。超高分子量聚乙烯由于其优异的力学性能、生物相容性和化学稳定性，极好的耐摩擦和抗冲击性能，使制备得到的超高分子量聚乙烯微孔膜机械强度大，在污水处理中长期使用性能稳定，不易降解等综合特性。由于超高分子量聚乙烯在熔融时为高弹态，几乎无流动性。TIPS法为超高分子量聚乙烯微孔膜的制备提供了可能。但TIPS法通过快速的热交换来诱导聚合物溶液分相，使制备得到的微孔膜孔径分布不均匀。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种孔径分布均匀、水通量高、力学性能优异的超高分子量聚乙烯微滤膜的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种超高分子量聚乙烯微滤膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份含量称取超高分子量聚乙烯10-30重量份、稀释剂67-89.4重量份、成核剂0.1-2重量份和抗氧剂0.5-1重量份混合，所得混合物通过模压工艺或挤出工艺得到平板薄膜；
(2)采用剪切工艺或拉伸工艺，使成核剂发生取向，得到取向平板薄膜；
(3)使用萃取剂除去稀释剂，经洗涤、干燥后即形成微孔膜；
(4)对微孔膜进行干燥和退火定型，即制备得到超高分子量聚乙烯微滤膜。
所述的超高分子量聚乙烯的分子量在150～500万。
所述的成核剂为二氧化硅(SiO2)，二氧化钛(TiO2)，碳纳米管(CNT)，石墨烯，2，4，6-三氨基嘧啶(TP)、丙二酰脲(BA)或山梨醇类成核剂中的一种；
所述的稀释剂选自短链烷烃类溶剂或邻苯二甲酸酯类溶剂中的一种或几种；
所述的抗氧剂选自有机锡类抗氧剂和/或金属皂类抗氧剂中的任一种或几种的组合。
所述的山梨醇类成核剂包括1，3：2，4-二苄叉山梨醇(DBS)、1，3：2，4-二对甲基苄叉山梨醇(MDBS)或1，3：2，4-二(3，4-二甲基)苄叉山梨醇(DMDBS)；
所述的短链烷烃类溶剂包括辛烷、癸烷、石蜡油、固体石蜡或液体石蜡；所述的邻苯二甲酸酯类溶剂包括邻苯二甲酸酯二甲酯、邻苯二甲酸酯二乙酯、邻苯二甲酸酯二丁酯、邻苯二甲酸酯二己酯、邻苯二甲酸酯二辛酯、邻苯二甲酸酯二异辛酯、邻苯二甲酸酯二异癸酯、邻苯二甲酸酯二(2-甲基己酯)或邻苯二甲酸二环己酯；
所述的有机锡类抗氧剂包括二月桂酸二丁基锡、马来酸二正辛基锡、双(马来酸单丁酯)二丁锡、双(月桂基硫醇)二丁基锡、S，S’-双(硫代甘醇酸异辛锡)二丁基锡或二月桂酸二正辛基锡；所述的金属皂类抗氧剂包括硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锂、硬脂酸锌、硬脂酸铝、双硬脂酸铝、月桂酸钙、月桂酸锌、蓖麻醇酸钙或2-乙基己酸锌。
步骤(1)所述的模压工艺采用以下步骤：采用Haake转矩流变仪直接熔融混合物，再通过压膜机模压成型平板薄膜，Haake转矩流变仪熔融混合温度为160～180℃，模压温度为160～170℃。
步骤(1)所述的挤出工艺采用以下步骤：将混合物在双螺杆挤出机中熔融、混合并挤出，得到注膜液，然后将注膜液通过T型口膜，流延在金属辊筒上成型平板薄膜，双螺杆挤机的加工温度为170～200℃，螺杆转速为200～400rpm。
步骤(2)所述的剪切工艺采用以下步骤：通过转矩流变仪将平板薄膜加热到剪切温度125～145℃，控制剪切速率为10～50s-1，应变幅度为20～100％，得到取向平板薄膜。
步骤(2)所述的拉伸工艺采用以下步骤：通过拉伸温度可控的万能电子拉力机将平板薄膜拉伸取向，拉伸温度为40～100℃，拉伸速率为50～100mm/min，拉伸应变为100～300％。
步骤(3)所述的萃取剂选自无水乙醇、甘油、正丁醇或氯仿中的一种或几种组合。
步骤(4)所述的干燥和退火定型的干燥温度为80℃，干燥时间为3h，退火温度为110℃，退火时间为10h。
在TIPS法中，添加成核剂对于结晶性聚合物，其作用有三：一是加快聚合物的结晶速率，从而控制相分离，进而影响成膜的动力学过程；二是提高聚合物的结晶度，有助于提高材料的机械强度和耐热性等；三是提高晶核密度，从而降低最后微孔膜的孔径。众所周知，微孔膜孔径降低，必然伴随着水在膜内流通路径的增加，水通量降低。再者，纳米无机成核剂极易发生团聚，一般情况下很难实现初级粒子级别的分散，因而难以体现纳米粒子的特殊性能。因此，简单地混合聚合物/稀释剂/成核剂，不但无法提高水通量，而且更难以实现成核剂良好分散。同时，存在的不相容相界面也会造成薄膜制品力学性能的恶化。因此提高成核剂的分散，制备水流通道短的聚合物微孔膜是TIPS法制备微孔膜的关键技术之一。
本发明采用在稀释剂和超高分子量聚乙烯熔体中自组装成纳米纤维的有机小分子化合物、CNT和SiO2作为成核剂，在一定温度下，施加的剪切或拉伸流场使成核剂发生取向，诱导UHMWPE结晶，并利用TIPS法制备超高分子量聚乙烯微孔膜。成核剂在高温条件下，可以在大多数稀释剂和聚合物熔体中生成均相溶液。施加剪切或拉伸流场后，不仅提高了成核剂的分散，且使成核剂形成取向结构。取向的成核剂不仅起到诱导结晶的作用，而且使聚合物片晶垂直成核剂取向方向生长，得到取向的聚合物微孔膜。因此，针对取向超高分子量聚乙烯微孔膜的TIPS工艺，本发明选择的成核剂和加工工艺具有如下特性：(1)选择三种不同形状的成核剂(球状，棒状和纤维状)；(2)对于超高分子量聚乙烯、稀释剂、成核剂和抗氧剂均相溶液，在聚合物结晶前，施加的流场使成核剂发生取向；(3)在有效控制取向超高分子量聚乙烯微孔膜孔结构和膜性能的前提下，尽可能使用少量的成核剂。
与现有技术相比，本发明在聚合物和稀释剂中加入成核剂，然后高温施加剪切或拉伸流场使成核剂取向，不仅提高了成核剂在聚合物/稀释剂中分散，而且取向的成核剂诱导UHMWPE附生结晶，得到表面高度取向的UHMWPE微孔膜。与没有取向的UHMWPE微孔膜相比，取向后的UHMWPE微孔膜孔径分布更小、水通量高、力学性能更加优异。因此，本发明制备的微孔膜可以用于食品、医药、超纯水的制备，满足分离、提纯、浓缩和净化的要求。
附图说明
图1为对比例1得到的没有取向UHMWPE微孔膜表面SEM形态图；
图2为实施例1得到的取向UHMWPE微孔膜表面SEM形态图；
图3为对比例1、实施例1和对比例得到的不同成核剂对UHMWPE微孔膜水通量的影响；
图4为对比例3、实施例2、实施例4、实施例6得到的不同成核剂对UHMWPE微孔膜力学性能的影响。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
对比例1
(1)通过Haake转矩流变仪将10％重量分数的超高分子量聚乙烯、0.1％重量分数的DBS、89.4％重量分数的液体石蜡、0.5％重量分数的抗氧剂马来酸二丁基锡熔融混合，得到超高分子量聚乙烯混合物。Haake转矩流变仪的熔融混合温度为160℃，熔融混合时间为12min，转子转速为80rpm。
(2)然后将超高分子量聚乙烯混合物在压膜机上成型平板薄膜。膜厚度控制在200um，模压温度为160℃，模压时间为5min。
(3)接着使用无水乙醇萃取液体石蜡，用去离子水反复洗涤，干燥后即形成微孔膜。
(4)最后使用烘箱对微孔膜进行干燥和退火定型，即可得到超高分子量聚乙烯微滤膜。干燥温度为80℃，干燥时间为3小时，退火温度110℃，退火时间为10小时。
对比例2
(1)通过Haake转矩流变仪将20％重量分数的超高分子量聚乙烯、1％重量分数的CNT、78％重量分数的液体石蜡、1％重量分数的抗氧剂马来酸二丁基锡熔融混合，得到超高分子量聚乙烯混合物。熔融混合温度为170℃，熔融混合时间为12min，转子转速为80rpm。
(2)将超高分子量聚乙烯混合物模压成型平板薄膜。膜厚度控制在200um，模压温度为170℃，模压时间为5min，压强为5MPa。
(3)接着使用无水乙醇萃取液体石蜡，经去离子水适当洗涤，干燥后即形成微孔膜。
(4)最后使用烘箱对微孔膜进行干燥和退火定型，即可得到超高分子量聚乙烯微滤膜。干燥温度为80℃，干燥时间为3小时，退火温度110℃，退火时间为10小时。
对比例3
(1)通过Haake转矩流变仪将30％重量分数的超高分子量聚乙烯、2％重量分数的SiO2、67％重量分数的液体石蜡、1％重量分数的抗氧剂马来酸二丁基锡熔融混合，得到超高分子量聚乙烯混合物。熔融混合温度为170℃，熔融混合时间为12min，转子转速为80rpm。
(2)将超高分子量聚乙烯混合物模压成型平板薄膜。膜厚度控制在200um，模压温度为170℃，模压时间为5min，压强为5MPa。
(3)接着使用无水乙醇萃取液体石蜡，经去离子水适当洗涤，干燥后即形成微孔膜。
(4)最后使用烘箱对微孔膜进行干燥和退火定型，即可得到超高分子量聚乙烯微滤膜。干燥温度为80℃，干燥时间为3小时，退火温度110℃，退火时间为10小时。
实施例1
(1)通过Haake转矩流变仪将10％重量分数的超高分子量聚乙烯、0.1％重量分数的DBS，89.4％重量分数的液体石蜡、0.5％重量分数的抗氧剂马来酸二丁基锡熔融混合，得到超高分子量聚乙烯混合物。熔融混合温度为170℃，熔融混合时间为16min，转子转速为80rpm。
(2)将超高分子量聚乙烯混合物模压成型平板薄膜。膜厚度控制在200um，压强为5MPa，模压温度为170℃，模压时间为6min。
(3)使用转矩流变仪对成型平板薄膜施加剪切流场。剪切温度为125℃，剪切速率为50s-1，应变幅度为100％。
(4)接着使用无水乙醇萃取液体石蜡，经去离子水适当洗涤，干燥后即形成微孔膜。
(5)最后使用烘箱对微孔膜进行干燥和退火定型，即可得到超高分子量聚乙烯微滤膜。干燥温度为80℃，干燥时间为3小时，退火温度110℃，退火时间为10小时。
实施例2
(1)通过Haake转矩流变仪将30％重量分数的超高分子量聚乙烯、1％重量分数的DMDBS、68％重量分数的液体石蜡、1％重量分数的抗氧剂马来酸二丁基锡熔融混合，得到超高分子量聚乙烯混合物。熔融混合温度为170℃，熔融混合时间为16min，，转子转速为80rpm。
(2)将超高分子量聚乙烯混合物模压成型平板薄膜。膜厚度控制在200um，压强为5MPa，模压温度为170℃，模压时间为6min。
(3)使用电子万能拉伸试验机对成型平板薄膜施加拉伸流场。拉伸温度为40℃，拉伸速率为100mm/min，拉伸应变为300％。
(4)接着使用无水乙醇萃取液体石蜡，经去离子水适当洗涤，干燥后即形成微孔膜。
(5)最后使用烘箱对微孔膜进行干燥和退火定型，即可得到超高分子量聚乙烯微滤膜。干燥温度为80℃，干燥时间为3小时，退火温度110℃，退火时间为10小时。
实施例3
(1)通过Haake转矩流变仪将10％重量分数的超高分子量聚乙烯、0.5％重量分数的CNT，89％重量分数的液体石蜡、0.5％重量分数的抗氧剂马来酸二丁基锡熔融混合，得到超高分子量聚乙烯混合物。熔融混合温度为170℃，熔融混合时间为16min，转子转速为80rpm。
(2)将超高分子量聚乙烯混合物模压成型平板薄膜。膜厚度控制在200um，压强为5MPa，模压温度为170℃，模压时间为6min。
(3)使用转矩流变仪对成型平板薄膜施加剪切流场。剪切温度为130℃，剪切速率为50s-1，应变幅度为100％。
(4)接着使用无水乙醇萃取液体石蜡，经去离子水适当洗涤，干燥后即形成微孔膜。
(5)最后使用烘箱对微孔膜进行干燥和退火定型，即可得到超高分子量聚乙烯微滤膜。干燥温度为80℃，干燥时间为3小时，退火温度110℃，退火时间为10小时。
实施例4
(1)通过Haake转矩流变仪将30％重量分数的超高分子量聚乙烯、2％重量分数的CNT、67％重量分数的液体石蜡、1％重量分数的抗氧剂马来酸二丁基锡熔融混合，得到超高分子量聚乙烯混合物。熔融混合温度为170℃，熔融混合时间为16min，转子转速为80rpm。
(2)将超高分子量聚乙烯混合物模压成型平板薄膜。膜厚度控制在200um，压强为5MPa，模压温度为170℃，模压时间为6min。
(3)使用电子万能拉伸试验机对成型平板薄膜施加拉伸流场。拉伸温度为40℃，拉伸速率为100mm/min，拉伸应变为300％。
(4)接着使用无水乙醇萃取液体石蜡，经去离子水适当洗涤，干燥后即形成微孔膜。
(5)最后使用烘箱对微孔膜进行干燥和退火定型，即可得到超高分子量聚乙烯微滤膜。干燥温度为80℃，干燥时间为3小时，退火温度110℃，退火时间为10小时。
实施例5
(1)通过Haake转矩流变仪将10％重量分数的超高分子量聚乙烯、0.5％重量分数的SiO2，89％重量分数的液体石蜡、0.5％重量分数的抗氧剂马来酸二丁基锡熔融混合，得到超高分子量聚乙烯混合物。熔融混合温度为170℃，熔融混合时间为16min，转子转速为80rpm。
(2)将超高分子量聚乙烯混合物模压成型平板薄膜。膜厚度控制在200um，压强为5MPa，模压温度为170℃，模压时间为6min。
(3)使用转矩流变仪对成型平板薄膜施加剪切流场。剪切温度为130℃，剪切速率为50s-1，应变幅度为100％。
(4)接着使用无水乙醇萃取液体石蜡，经去离子水适当洗涤，干燥后即形成微孔膜。
(5)最后使用烘箱对微孔膜进行干燥和退火定型，即可得到超高分子量聚乙烯微滤膜。干燥温度为80℃，干燥时间为3小时，退火温度110℃，退火时间为10小时。
实施例6
(1)通过Haake转矩流变仪将30％重量分数的超高分子量聚乙烯、2％重量分数的SiO2、67％重量分数的液体石蜡、1％重量分数的抗氧剂马来酸二丁基锡熔融混合，得到超高分子量聚乙烯混合物。熔融混合温度为170℃，熔融混合时间为16min，转子转速为80rpm。
(2)将超高分子量聚乙烯混合物模压成型平板薄膜。膜厚度控制在200um，压强为5MPa，模压温度为170℃，模压时间为6min。
(3)使用电子万能拉伸试验机对成型平板薄膜施加拉伸流场。拉伸温度为40℃，拉伸速率为100mm/min，拉伸应变为300％.
(4)接着使用无水乙醇萃取液体石蜡，经去离子水适当洗涤，干燥后即形成微孔膜。
(5)最后使用烘箱对微孔膜进行干燥和退火定型，即可得到超高分子量聚乙烯微滤膜。干燥温度为80℃，干燥时间为3小时，退火温度110℃，退火时间为10小时。
实施例7
(1)首先利用双螺杆挤出机挤出工艺熔融混合15％重量分数的超高分子量聚乙烯、0.5％重量分数的MDBS、84％重量分数的邻苯二甲酸酯二辛酯、0.5％重量分数的抗氧剂马来酸二丁基锡，得到注膜液。螺杆挤出温度为170～190℃，螺杆转速350rpm。
(2)使注膜液在压力作用下通过一个T-型口膜，流延在金属辊筒上成型平板薄膜。口模温度为130～140℃，金属辊筒温度为25～35℃。
(3)使用转矩流变仪对成型平板薄膜施加剪切流场。剪切温度为130℃，剪切速率为50s-1，应变幅度为100％。
(4)接着使用无水乙醇萃取邻苯二甲酸酯二辛酯，经去离子水适当洗涤，干燥后即形成微孔膜。
(5)最后使用烘箱对微孔膜进行干燥和退火定型，即可得到超高分子量聚乙烯微滤膜。干燥温度为80℃，干燥时间为3小时，退火温度110℃，退火时间为10小时。
实施例8
(1)首先利用双螺杆挤出机挤出工艺熔融混合20％重量分数的超高分子量聚乙烯、1％重量分数的CNT、78％重量分数的邻苯二甲酸酯二辛酯、1％重量分数的抗氧剂马来酸二丁基锡，得到注膜液。螺杆挤出温度为170～190℃，螺杆转速350rpm。
(2)使注膜液在压力作用下通过一个T-型口膜，流延在金属辊筒上成型平板薄膜。口模温度为130～140℃，金属辊筒温度为25～35℃。
(3)使用电子万能拉伸试验机对成型平板薄膜施加拉伸流场。拉伸温度为40℃，拉伸速率为100mm/min，拉伸应变为300％.
(4)接着使用无水乙醇萃取邻苯二甲酸酯二辛酯，经去离子水适当洗涤、干燥后即形成微孔膜。
(5)最后使用烘箱对微孔膜进行干燥和退火定型，即可得到超高分子量聚乙烯微滤膜。干燥温度为80℃，干燥时间为3小时，退火温度110℃，退火时间为10小时。
实施例9
(1)首先利用双螺杆挤出机挤出工艺熔融混合20％重量分数的超高分子量聚乙烯、1％重量分数的SiO2、78％重量分数的邻苯二甲酸酯二辛酯、1％重量分数的抗氧剂马来酸二丁基锡，得到注膜液。螺杆挤出温度为170～190℃，螺杆转速350rpm。
(2)使注膜液在压力作用下通过一个T-型口膜，流延在金属辊筒上成型平板薄膜。口模温度为130～140℃，金属辊筒温度为25～35℃。
(3)使用电子万能拉伸试验机对成型平板薄膜施加拉伸流场。拉伸温度为40℃，拉伸速率为100mm/min，拉伸应变为300％。
(4)接着使用无水乙醇萃取邻苯二甲酸酯二辛酯，经去离子水适当洗涤、干燥后即形成微孔膜。
(5)最后使用烘箱对微孔膜进行干燥和退火定型，即可得到超高分子量聚乙烯微滤膜。干燥温度为80℃，干燥时间为3小时，退火温度110℃，退火时间为10小时。
本发明超高分子量聚乙烯微滤膜还可在以下条件下制备：采用与实施例1～9一样的步骤，不同之处在于不同的剪切或拉伸条件，具体加工过程见表1-2：
表1
Figure BDA0000143943430000101
Figure BDA0000143943430000111
表2
图1和2分别为对比例1和实施例1得到的10％UHMWPE微孔膜表面SEM照片。从照片中可以看出，实施例1中由于DBS纤维的取向诱导UHMWPE附生结晶，得到孔径分布更加均匀的各向异性UHMWPE微孔膜。
图3是对10％UHMWPE，没有取向和取向对UHMWPE微孔膜水通量的影响。由图明显可以看出，取向膜水通量提高了3～4倍。
图4是对30％UHMWPE，没有取向和取向对UHMWPE微孔膜取向方向力学性能的影响。对于取向膜，沿着取向方向，应力和应变都有一定程度的提高。

Claims (10)

1.一种超高分子量聚乙烯微滤膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份含量称取超高分子量聚乙烯10-30重量份、稀释剂67-89.4重量份、成核剂0.1-2重量份和抗氧剂0.5-1重量份混合，所得混合物通过模压工艺或挤出工艺得到平板薄膜；
(2)采用剪切工艺或拉伸工艺，使成核剂发生取向，得到取向平板薄膜；
(3)使用萃取剂除去稀释剂，经洗涤、干燥后即形成微孔膜；
(4)对微孔膜进行干燥和退火定型，即制备得到超高分子量聚乙烯微滤膜。
2.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯微滤膜的制备方法，其特征在于，所述的超高分子量聚乙烯的分子量在150～500万。
3.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯微滤膜的制备方法，其特征在于，所述的成核剂为二氧化硅，二氧化钛，碳纳米管，石墨烯，2，4，6-三氨基嘧啶、丙二酰脲或山梨醇类成核剂中的一种；
所述的稀释剂选自短链烷烃类溶剂或邻苯二甲酸酯类溶剂中的一种或几种；
所述的抗氧剂选自有机锡类抗氧剂和/或金属皂类抗氧剂中的任一种或几种的组合。
4.根据权利要求3所述的一种超高分子量聚乙烯微滤膜的制备方法，其特征在于，所述的山梨醇类成核剂包括1，3：2，4-二苄叉山梨醇、1，3：2，4-二对甲基苄叉山梨醇或1，3：2，4-二(3，4-二甲基)苄叉山梨醇；
所述的短链烷烃类溶剂包括辛烷、癸烷、石蜡油、固体石蜡或液体石蜡；所述的邻苯二甲酸酯类溶剂包括邻苯二甲酸酯二甲酯、邻苯二甲酸酯二乙酯、邻苯二甲酸酯二丁酯、邻苯二甲酸酯二己酯、邻苯二甲酸酯二辛酯、邻苯二甲酸酯二异辛酯、邻苯二甲酸酯二异癸酯、邻苯二甲酸酯二(2-甲基己酯)或邻苯二甲酸二环己酯；
所述的有机锡类抗氧剂包括二月桂酸二丁基锡、马来酸二正辛基锡、双(马来酸单丁酯)二丁锡、双(月桂基硫醇)二丁基锡、S，S’-双(硫代甘醇酸异辛锡)二丁基锡或二月桂酸二正辛基锡；所述的金属皂类抗氧剂包括硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锂、硬脂酸锌、硬脂酸铝、双硬脂酸铝、月桂酸钙、月桂酸锌、蓖麻醇酸钙或2-乙基己酸锌。
5.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的模压工艺采用以下步骤：采用Haake转矩流变仪直接熔融混合物，再通过压膜机模压成型平板薄膜，Haake转矩流变仪熔融混合温度为160～180℃，模压温度为160～170℃。
6.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的挤出工艺采用以下步骤：将混合物在双螺杆挤出机中熔融、混合并挤出，得到注膜液，然后将注膜液通过T型口膜，流延在金属辊筒上成型平板薄膜，双螺杆挤机的加工温度为170～200℃，螺杆转速为200～400rpm。
7.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的剪切工艺采用以下步骤：通过转矩流变仪将平板薄膜加热到剪切温度125～145℃，控制剪切速率为10～50s-1，应变幅度为20～100％，得到取向平板薄膜。
8.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的拉伸工艺采用以下步骤：通过拉伸温度可控的万能电子拉力机将平板薄膜拉伸取向，拉伸温度为40～100℃，拉伸速率为50～100mm/min，拉伸应变为100～300％。
9.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的萃取剂选自无水乙醇、甘油、正丁醇或氯仿中的一种或几种组合。
10.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯微滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述的干燥和退火定型的干燥温度为80℃，干燥时间为3h，退火温度为110℃，退火时间为10h。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103143272A (zh) * 2013-03-08 2013-06-12 北京德源通环保科技有限公司 一种聚乙烯微孔膜的制备方法
CN103182250A (zh) * 2013-03-13 2013-07-03 北京德源通环保科技有限公司 一种高分子量聚乙烯微孔膜的制备方法
CN103253736A (zh) * 2013-04-20 2013-08-21 马彰原 一种流体中空微滤膜片元件
CN103801274A (zh) * 2014-02-28 2014-05-21 天津工业大学 一种吸油中空纤维多孔膜的制备方法
CN104437118A (zh) * 2014-11-14 2015-03-25 东华大学 一种超高分子量聚乙烯复合微孔膜的制备方法
CN105169965A (zh) * 2015-09-29 2015-12-23 深圳市星源材质科技股份有限公司 一种超高分子量聚乙烯微孔膜及其制备方法
CN106566056A (zh) * 2016-11-09 2017-04-19 青岛中科华联新材料股份有限公司 一种超高分子量聚乙烯导电薄膜复合材料及生产工艺、导电薄膜
CN106948182A (zh) * 2017-03-16 2017-07-14 东华大学 一种具有较高人体红外透过性的凉爽面料及其制备方法
CN110197884A (zh) * 2019-06-10 2019-09-03 张雪花 一种锂电池隔膜用聚乙烯微孔膜及制备方法
CN115501762A (zh) * 2022-10-27 2022-12-23 上海恩捷新材料科技有限公司 孔径小、孔径集中度高的滤膜及制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4620955A (en) * 1984-04-27 1986-11-04 Toa Nenryo Kogyo Kabushiki Kaisha Polyethylene microporous membrane and a process for the production of the same
JPH0398632A (ja) * 1989-09-08 1991-04-24 Tonen Chem Corp 分離膜及び分離方法
CN1196697A (zh) * 1995-09-20 1998-10-21 危邦诺有限公司 取向的聚合产品
CN101164677A (zh) * 2006-10-18 2008-04-23 中国科学院化学研究所 热致相分离法制备超高分子量聚乙烯多孔膜的方法
CN101695634A (zh) * 2009-10-30 2010-04-21 天津工业大学 超高分子量聚乙烯/无机粒子杂化中空纤维膜制备方法
CN101724170A (zh) * 2009-11-16 2010-06-09 深圳市星源材质科技股份有限公司 一种上下表面结构对称的聚烯烃微孔膜制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4620955A (en) * 1984-04-27 1986-11-04 Toa Nenryo Kogyo Kabushiki Kaisha Polyethylene microporous membrane and a process for the production of the same
JPH0398632A (ja) * 1989-09-08 1991-04-24 Tonen Chem Corp 分離膜及び分離方法
CN1196697A (zh) * 1995-09-20 1998-10-21 危邦诺有限公司 取向的聚合产品
CN101164677A (zh) * 2006-10-18 2008-04-23 中国科学院化学研究所 热致相分离法制备超高分子量聚乙烯多孔膜的方法
CN101695634A (zh) * 2009-10-30 2010-04-21 天津工业大学 超高分子量聚乙烯/无机粒子杂化中空纤维膜制备方法
CN101724170A (zh) * 2009-11-16 2010-06-09 深圳市星源材质科技股份有限公司 一种上下表面结构对称的聚烯烃微孔膜制备方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103143272A (zh) * 2013-03-08 2013-06-12 北京德源通环保科技有限公司 一种聚乙烯微孔膜的制备方法
CN103143272B (zh) * 2013-03-08 2016-04-06 北京德源通环保科技有限公司 一种聚乙烯微孔膜的制备方法
CN103182250A (zh) * 2013-03-13 2013-07-03 北京德源通环保科技有限公司 一种高分子量聚乙烯微孔膜的制备方法
CN103253736A (zh) * 2013-04-20 2013-08-21 马彰原 一种流体中空微滤膜片元件
CN103801274A (zh) * 2014-02-28 2014-05-21 天津工业大学 一种吸油中空纤维多孔膜的制备方法
CN104437118A (zh) * 2014-11-14 2015-03-25 东华大学 一种超高分子量聚乙烯复合微孔膜的制备方法
CN105169965A (zh) * 2015-09-29 2015-12-23 深圳市星源材质科技股份有限公司 一种超高分子量聚乙烯微孔膜及其制备方法
CN106566056A (zh) * 2016-11-09 2017-04-19 青岛中科华联新材料股份有限公司 一种超高分子量聚乙烯导电薄膜复合材料及生产工艺、导电薄膜
CN106948182A (zh) * 2017-03-16 2017-07-14 东华大学 一种具有较高人体红外透过性的凉爽面料及其制备方法
CN110197884A (zh) * 2019-06-10 2019-09-03 张雪花 一种锂电池隔膜用聚乙烯微孔膜及制备方法
CN115501762A (zh) * 2022-10-27 2022-12-23 上海恩捷新材料科技有限公司 孔径小、孔径集中度高的滤膜及制备方法
CN115501762B (zh) * 2022-10-27 2023-08-08 上海恩捷新材料科技有限公司 孔径小、孔径集中度高的滤膜及制备方法

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