CN103127842A - 一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚四氟乙烯微孔膜的改性方法，具体涉及将聚四氟乙烯微孔膜改性为的亲水性聚四氟乙烯微孔膜的方法。一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，包括以下步骤：将聚四氟乙烯微孔膜浸入到非极性有机溶剂中，取出后浸渍于70~90℃的聚乙烯醇水溶液中，取出后浸渍于后整理液中，烘干，制得亲水性聚四氟乙烯微孔膜。本发明在不损失聚四氟乙烯微孔膜的物理性能的基础上改善了膜的亲水性，提高了其在水处理行业中的过滤性能。在0.1MPa的水压力测试下，水通量约提高了60～80%。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚四氟乙烯微孔膜的改性方法，具体涉及将聚四氟乙烯微孔膜改性为的亲水性聚四氟乙烯微孔膜的方法。
背景技术
由聚丙烯，聚偏氟乙烯、聚砜等材料制备的分离膜迅速发展，在众多分离膜材料中，通过双向拉伸法制备的聚四氟乙烯微孔膜因其优异的综合性能备受亲睐，但聚四氟乙烯本身的疏水性限制了其应用，故需将其进行亲水改性，聚四氟乙烯微孔膜的亲水改性主要包括共混、辐照、等离子体活化、表面自由基共聚等方法。
申请号为200510060886.X的中国发明专利公开了一种聚四氟乙烯亲水性微滤膜的制备方法，采用聚四氟乙烯树脂和聚乙烯醇共混，后经双向拉伸制备亲水性聚四氟乙烯微孔膜。但是聚乙烯醇是水溶性的粉末，聚四氟乙烯树脂是一种憎水性的粉末，由于性质上差异太大，聚乙烯醇的加入会显著影响聚四氟乙烯拉伸膜的强度。该申请文件中聚乙烯醇的加入量为0～5wt%，同时该文件也指出，首先要解决聚四氟乙烯与聚乙烯醇的相容性问题，在保证亲水性的同时要尽量减少聚乙烯醇的用量，这对保持聚四氟乙烯的优良性能有利，其次要解决聚乙烯醇的亲水基团的活化问题，因为聚乙烯醇与聚四氟乙烯共混后，要经过挤压、压延、拉伸等步骤，聚乙烯醇无规则地分散于聚四氟乙烯拉伸膜的各个部位，只有分布于聚四氟乙烯拉伸膜外部的聚乙烯醇的亲水基团才能发挥性能，因此需要进行活化。因此，采用该方法制成的亲水性聚四氟乙烯膜不仅通水性能不高，还会降低聚四氟乙烯膜的强度。
发明目的
本发明的目的是为解决聚四氟乙烯膜的疏水性问题，提供一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法。采用本发明方法制备的亲水性聚四氟乙烯微孔膜在保持强度的同时能显著提升它的亲水性，提升它的过滤性能。
本发明的上述技术目的是通过一下技术方案得以实现的：
一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）溶胀处理：将聚四氟乙烯微孔膜浸入到非极性有机溶剂中，获得溶胀的聚四氟乙烯微孔膜；
（2）亲水改性：将聚乙烯醇溶解在水中，聚乙烯醇和水的质量份数为1:49~99，制成70~90℃的聚乙烯醇水溶液；将所述溶胀的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述70~90℃的聚乙烯醇水溶液中，浸渍后取出，获得暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜；
（3）后整理：将戊二醛、醋酸、水按质量份数为1：0.5~1.5：70~100的比例配制成后整理液；将所述暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述后整理液中，浸渍后取出，在烘箱中干燥，获得亲水性聚四氟乙烯微孔膜。
作为上述技术方案的优选，溶胀处理中，所述非极性有机溶剂为正己烷、丙酮和苯的一种或多种。
作为上述技术方案的优选，溶胀处理中，正己烷的温度为30～60℃。
作为上述技术方案的优选，溶胀处理中，正己烷的温度为40～50℃。
作为上述技术方案的优选，后整理过程中，后整理液的温度为0～100℃。
作为上述技术方案的优选，后整理过程中，后整理液的温度为20～80℃。
作为上述技术方案的优选，后整理过程中，后整理液的温度为40～60℃。
作为上述技术方案的优选，后整理过程中，在烘箱中干燥时的温度为80～120℃。
作为上述技术方案的优选，溶胀处理过程中，所述的聚四氟乙烯微孔膜的孔径为0.45~10微米。
作为上述技术方案的优选，亲水改性过程中，聚乙烯醇和水的质量比为1:69~99，亲水改性的浸渍时间≥30分钟；戊二醛、醋酸和水的质量比为1:（1.0～1.5）:（80～100），后整理改性的浸渍时间≥10分钟，后整理液的温度为0～100℃；在烘箱中干燥时的温度为80～120℃。
本发明上述技术方案中，采用非极性有机溶剂润湿聚四氟乙烯微孔膜，使聚四氟乙烯微孔膜获得溶胀，在此条件下，聚乙烯醇便容易进入聚四氟乙烯微孔膜的内部，从而获得暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜，最后通过后整理液的处理，获得亲水性的聚四氟乙烯微孔膜。由于本发明方法不影响聚四氟乙烯微孔膜的制备，因此也不影响聚四氟乙烯微孔膜的本体性能，并且具有操作简便、成本低的优势。
本发明具有以下技术效果：
本发明在不损失聚四氟乙烯微孔膜的物理性能的基础上改善了膜的亲水性，提高了其在水处理行业中的过滤性能。在0.1MPa的水压力测试下，水通量约提高了60～80%。
具体实施方式
本具体实施方式仅仅是对本发明的解释并不是对本发明的限制。本领域技术人员在阅读了本发明的说明书后，所作出的任何改变只要在权利要求所限定的范围之内，都将受到专利法的保护。
实施例一
一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）溶胀处理：将孔径为0.45微米的聚四氟乙烯微孔膜浸入到正己烷中，时间为5分钟，获得溶胀的聚四氟乙烯微孔膜；
（2）亲水改性：将聚乙烯醇1799溶解在水中，聚乙烯醇和水的质量份数为1:49，制成70℃的聚乙烯醇水溶液；将所述溶胀的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述70℃的聚乙烯醇水溶液中，浸渍30分钟后取出，获得暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜；
（3）后整理：将戊二醛、醋酸、水按质量份数为1：0.5：70的比例配制成后整理液；将所述暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述后整理液中，浸渍10分钟后取出，在80℃烘箱中干燥，获得亲水性聚四氟乙烯微孔膜。
通过上述方法获得的亲水性聚四氟乙烯微孔膜，在0.1MPa的水压力测试下，水通量提高60%。
实施例二
一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）溶胀处理：将孔径为10微米的聚四氟乙烯微孔膜浸入到正己烷中，时间为10分钟，获得溶胀的聚四氟乙烯微孔膜；
（2）亲水改性：将聚乙烯醇1588溶解在水中，聚乙烯醇和水的质量份数为1:99，制成90℃的聚乙烯醇水溶液；将所述溶胀的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述90℃的聚乙烯醇水溶液中，浸渍60分钟后取出，获得暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜；
（3）后整理：将戊二醛、醋酸、水按质量份数为1：1.5：100的比例配制成后整理液；将所述暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述后整理液中，浸渍30分钟后取出，在120℃烘箱中干燥，获得亲水性聚四氟乙烯微孔膜。
通过上述方法获得的亲水性聚四氟乙烯微孔膜，在0.1MPa的水压力测试下，水通量提高80%。
实施例三
一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）溶胀处理：将孔径为5微米的聚四氟乙烯微孔膜浸入到正己烷中，时间为7分钟，获得溶胀的聚四氟乙烯微孔膜；
（2）亲水改性：将聚乙烯醇1799溶解在水中，聚乙烯醇和水的质量份数为1:66，制成80℃的聚乙烯醇水溶液；将所述溶胀的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述80℃的聚乙烯醇水溶液中，浸渍45分钟后取出，获得暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜；
（3）后整理：将戊二醛、醋酸、水按质量份数为1：1：80的比例配制成后整理液；将所述暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述后整理液中，浸渍20分钟后取出，在100℃烘箱中干燥，获得亲水性聚四氟乙烯微孔膜。
通过上述方法获得的亲水性聚四氟乙烯微孔膜，在0.1MPa的水压力测试下，水通量提高70%。
实施例四
一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）溶胀处理：将孔径为0.45微米的聚四氟乙烯微孔膜浸入到丙酮中，时间为5分钟，获得溶胀的聚四氟乙烯微孔膜；
（2）亲水改性：将聚乙烯醇1799溶解在水中，聚乙烯醇和水的质量份数为1:49，制成70℃的聚乙烯醇水溶液；将所述溶胀的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述70℃的聚乙烯醇水溶液中，浸渍30分钟后取出，获得暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜；
（3）后整理：将戊二醛、醋酸、水按质量份数为1：0.5：70的比例配制成后整理液；将所述暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述后整理液中，浸渍10分钟后取出，在80℃烘箱中干燥，获得亲水性聚四氟乙烯微孔膜。
通过上述方法获得的亲水性聚四氟乙烯微孔膜，在0.1MPa的水压力测试下，水通量提高60%。
实施例五
一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）溶胀处理：将孔径为10微米的聚四氟乙烯微孔膜浸入到丙酮中，时间为10分钟，获得溶胀的聚四氟乙烯微孔膜；
（2）亲水改性：将聚乙烯醇1588溶解在水中，聚乙烯醇和水的质量份数为1:99，制成90℃的聚乙烯醇水溶液；将所述溶胀的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述90℃的聚乙烯醇水溶液中，浸渍60分钟后取出，获得暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜；
（3）后整理：将戊二醛、醋酸、水按质量份数为1：1.5：100的比例配制成后整理液；将所述暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述后整理液中，浸渍30分钟后取出，在120℃烘箱中干燥，获得亲水性聚四氟乙烯微孔膜。
通过上述方法获得的亲水性聚四氟乙烯微孔膜，在0.1MPa的水压力测试下，水通量提高80%。
实施例六
一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）溶胀处理：将孔径为5微米的聚四氟乙烯微孔膜浸入到丙酮中，时间为7分钟，获得溶胀的聚四氟乙烯微孔膜；
（2）亲水改性：将聚乙烯醇1799溶解在水中，聚乙烯醇和水的质量份数为1:66，制成80℃的聚乙烯醇水溶液；将所述溶胀的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述80℃的聚乙烯醇水溶液中，浸渍45分钟后取出，获得暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜；
（3）后整理：将戊二醛、醋酸、水按质量份数为1：1：80的比例配制成后整理液；将所述暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述后整理液中，浸渍20分钟后取出，在100℃烘箱中干燥，获得亲水性聚四氟乙烯微孔膜。
通过上述方法获得的亲水性聚四氟乙烯微孔膜，在0.1MPa的水压力测试下，水通量提高70%。
实施例七
一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）溶胀处理：将孔径为0.45微米的聚四氟乙烯微孔膜浸入到苯中，时间为5分钟，获得溶胀的聚四氟乙烯微孔膜；
（2）亲水改性：将聚乙烯醇1799溶解在水中，聚乙烯醇和水的质量份数为1:49，制成70℃的聚乙烯醇水溶液；将所述溶胀的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述70℃的聚乙烯醇水溶液中，浸渍30分钟后取出，获得暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜；
（3）后整理：将戊二醛、醋酸、水按质量份数为1：0.5：70的比例配制成后整理液；将所述暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述后整理液中，浸渍10分钟后取出，在80℃烘箱中干燥，获得亲水性聚四氟乙烯微孔膜。
通过上述方法获得的亲水性聚四氟乙烯微孔膜，在0.1MPa的水压力测试下，水通量提高60%。
实施例八
一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）溶胀处理：将孔径为10微米的聚四氟乙烯微孔膜浸入到苯中，时间为10分钟，获得溶胀的聚四氟乙烯微孔膜；
（2）亲水改性：将聚乙烯醇1588溶解在水中，聚乙烯醇和水的质量份数为1:99，制成90℃的聚乙烯醇水溶液；将所述溶胀的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述90℃的聚乙烯醇水溶液中，浸渍60分钟后取出，获得暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜；
（3）后整理：将戊二醛、醋酸、水按质量份数为1：1.5：100的比例配制成后整理液；将所述暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述后整理液中，浸渍30分钟后取出，在120℃烘箱中干燥，获得亲水性聚四氟乙烯微孔膜。
通过上述方法获得的亲水性聚四氟乙烯微孔膜，在0.1MPa的水压力测试下，水通量提高80%。
实施例九
一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）溶胀处理：将孔径为5微米的聚四氟乙烯微孔膜浸入到苯中，时间为7分钟，获得溶胀的聚四氟乙烯微孔膜；
（2）亲水改性：将聚乙烯醇1799溶解在水中，聚乙烯醇和水的质量份数为1:66，制成80℃的聚乙烯醇水溶液；将所述溶胀的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述80℃的聚乙烯醇水溶液中，浸渍45分钟后取出，获得暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜；
（3）后整理：将戊二醛、醋酸、水按质量份数为1：1：80的比例配制成后整理液；将所述暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述后整理液中，浸渍20分钟后取出，在100℃烘箱中干燥，获得亲水性聚四氟乙烯微孔膜。
通过上述方法获得的亲水性聚四氟乙烯微孔膜，在0.1MPa的水压力测试下，水通量提高70%。
Claims (10)
1. 一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）溶胀处理：将聚四氟乙烯微孔膜浸入到非极性有机溶剂中，获得溶胀的聚四氟乙烯微孔膜；
（2）亲水改性：将聚乙烯醇溶解在水中，聚乙烯醇和水的质量份数为1:49~99，制成70~90℃的聚乙烯醇水溶液；将所述溶胀的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述70~90℃的聚乙烯醇水溶液中，浸渍后取出，获得暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜；
（3）后整理：将戊二醛、醋酸、水按质量份数为1：0.5~1.5：70~100的比例配制成后整理液；将所述暂时性亲水的聚四氟乙烯微孔膜浸渍于所述后整理液中，浸渍后取出，烘干获得亲水性聚四氟乙烯微孔膜。
2.根据权利要求1所述的一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于：溶胀处理中，所述非极性有机溶剂为正己烷。
3.根据权利要求2所述的一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于：溶胀处理中，正己烷的温度为30～60℃。
4.根据权利要求2所述的一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于：溶胀处理中，正己烷的温度为40～50℃。
5.根据权利要求1所述的一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于：后整理过程中，后整理液的温度为0～100℃。
6.根据权利要求1所述的一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于：后整理过程中，后整理液的温度为20～80℃。
7.根据权利要求1所述的一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于：后整理过程中，后整理液的温度为40～60℃。
8.根据权利要求1所述的一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于：后整理过程中，在烘干时的温度为80～120℃。
9.根据权利要求1所述的一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于：溶胀处理过程中，所述的聚四氟乙烯微孔膜的孔径为0.45~10微米。
10.根据权利要求1所述的一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于：亲水改性过程中，聚乙烯醇和水的质量比为1:69~99，亲水改性的浸渍时间≥30分钟；戊二醛、醋酸和水的质量比为1:（1.0～1.5）:（80～100），后整理改性的浸渍时间≥10分钟，后整理液的温度为0～100℃；在烘箱中干燥时的温度为80～120℃。
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