[发明专利]一种亲水性聚偏氟乙烯平板膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种亲水性聚偏氟乙烯平板膜的制备方法。

背景技术

聚偏氟乙烯是一种半结晶型聚合物，由于C-F键长短、键能高，因此相对其他含氟材料，具有耐热、耐冲击性、机械性能优良、耐腐蚀、易成膜等特点，是制备水处理膜的主要原料，但由于聚偏氟乙烯表面能低、不能与水分子形成氢键作用，所以具有极强的疏水性，虽然这种疏水性使其在疏水、非极性膜方面具有明显的优势，但在制备成水处理膜的使用过程中，尤其是在污水处理过程中，极易吸附有机物、胶体粒子、微生物等疏水性物质而堵塞膜孔，从而产生膜污染，降低使用效果，因此需要对聚偏氟乙烯平板膜进行亲水化改性，以提高其抗污染性，增加水通量，延长使用寿命。

专利CN100411722C公开了一种聚偏氟乙烯平板膜亲水改性方法，将含氟碳链的两嵌段型据环氧乙烷与聚偏氟乙烯共混制备成亲水性的聚偏氟乙烯平板膜，利用含氟碳链与基体的相似性增加相容性，亲水性结构增加亲水性，但这种聚合物合成困难并且在溶剂中溶解度小，因此对聚偏氟乙烯膜亲水性的改性效果有限；专利CN101596419B公开了一种聚偏氟乙烯/氰乙基纤维素或氰乙基乙基纤维素溶质液晶共混制备聚偏氟乙烯膜的方法，高分子液晶的加入可以增加铸膜液的流动性，并在适当条件下获得较高的取向度，从而增加共混膜的强度及抗污染型等，但高分子液晶制备困难，不易工业化，并且在基体中容易流失等缺陷；专利CN102240510B首先将聚偏氟乙烯与马来酸酐共聚物共混制备成膜，然后再将膜浸入到氨基硅烷的溶液中进行表面修饰，以增加聚偏氟乙烯膜的亲水性及耐热性能，这种方法将共混与表面接枝结合，以改善聚偏氟乙烯膜的亲水性能，但该种方法步骤较多，不易工业化；专利CN101954250B公开了一种聚偏氟乙烯和酚酞基聚醚砜共混膜的制备方法，该种共混膜可以提高膜的亲水性及抗收缩能力等，但由于酚酞基醚砜在溶剂中的溶解度较低，需要在120℃以上溶解，耗能较高，且高温容易增加聚偏氟乙烯的降解。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有优异的亲水性且工艺简单，便于工业化生产的亲水性聚偏氟乙烯平板膜的制备方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案提供了一种亲水性聚偏氟乙烯平板膜的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚偏氟乙烯、亲水性单体、引发剂和溶剂制备成铸膜液；

2)将得到的铸膜液静置脱除气泡后制备成平板膜；

3)将得到的平板膜在水或水的复合溶剂组成的凝固浴中进行固化成膜，并在固化过程中或固化之后用高能电子进行辐照，得到亲水性的聚偏氟乙烯平板膜；

其中，所述的亲水性单体为含有双键、羟基或羧基的单体。

根据上述技术方案提供的方法，在一些实施方式中，致孔剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、氯化锂等中的一种或几种混合物，含量为铸膜液质量的1-10％。

在一些实施方式中，亲水性单体含量为铸膜液质量的0.5～15％。

在一些实施方式中，所述亲水性单体选自含氟的或不含氟的丙烯酸及其酯类、苯乙烯类。

在一些实施方式中，所述的亲水性单体选自苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、烯丙醇、结构式为F(CF₂)_nCH₂CH₂OH的全氟烷基乙基醇或结构式为CH₂＝CHCOOC₂H₂(CF₂)_mF的全氟烷基乙基丙烯酸酯；其中，n为2、4或6，m为4、6、8或10，在又一些实施方式中，n为4或6，m为8。

在一些实施方式中，引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾或偶氮二异丁腈，含量为铸膜液质量的0.01-1％。

在一些实施方式中，聚偏氟乙烯的含量为铸膜液质量的15-25％。

在一些实施方式中，所述溶剂选自N,N二甲基乙酰胺、N,N二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、磷酸三乙酯；溶剂量为铸膜液质量的50-80％。

在一些实施方式中，凝固浴中所采用的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的一种或几种的组合，含量为凝固浴质量的0-50％，

在一些实施方式中，高能电子束辐照的辐照剂量为150-300kGy，辐照引发在平板膜凝固过程中或凝固后均可。