[发明专利]一种亲水性聚偏氟乙烯双层膜及其制备方法

权利要求书

1.一种亲水性聚偏氟乙烯双层膜，其特征在于，支撑层是聚偏氟乙烯材料，其均匀掺杂了无机添加剂或有机添加剂或多巴胺包覆处理的纳米粉体，表面的膜分离层为聚偏氟乙烯-g-聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯两亲性共聚物；其中，纳米粉体为氧化钛、氧化铝、氧化锌或氧化锆中的一种或几种；支撑层的厚度为50-250μm；膜分离层的厚度为5-50μm；亲水性聚偏氟乙烯双层膜对葡聚糖的截留分子量为3000~80000 Da。

2.根据权利要求1所述的亲水性聚偏氟乙烯双层膜，其特征在于，所述的聚偏氟乙烯的分子量为180000~534000Da。

3.根据权利要求1所述的亲水性聚偏氟乙烯双层膜，其特征在于，所述的有机添加剂为分子量10000-360000Da的聚乙烯吡咯烷酮、分子量200-10000Da的聚乙二醇中的一种或几种；所述的无机添加剂为氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化锆或氯化锂中的一种或几种。

4.一种制备如权利要求1或2或3所述的亲水性聚偏氟乙烯双层膜的制备方法，其具体步骤如下：

（A））配制支撑层铸膜液

将无机添加剂或有机添加剂或多巴胺包覆处理的纳米粉体与聚偏氟乙烯溶解于有机溶剂中，混合均匀配制成支撑层铸膜液原料，其中，聚偏氟乙烯的质量含量为15-25%，无机添加剂的质量含量为0-5%，有机添加剂的质量含量为0-15%，多巴胺包覆处理的纳米粉体的质量含量为0-5%；

（B）配制膜分离层铸膜液

将聚偏氟乙烯-g-聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯溶于有机溶剂中，混合均匀配制成膜分离层铸膜液原料，其中，聚偏氟乙烯-g-聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯的质量含量为15-25%，有机溶剂的质量含量为75-85%；

（C）膜的制备

膜的制备分为平板膜的制备和中空纤维膜的制备：

平板膜的制备方法：将步骤（A）配制好的支撑层铸膜液倒在干净的载体上，调节第一把刮刀的高度，待刮刀行走3-15cm或刮完后，再将步骤（B）配制好的膜分离层铸膜液倒在载体上，调节第二把刮刀的高度进行刮膜或同时推动第一把刮刀进行刮膜，得到双层膜胚体；其中，第一把刮刀的高度为100~500μm，第二把刮刀的高度为10~100μm；

中空纤维膜的制备方法：配制好的支撑层铸膜液作为内层铸膜液、膜分离层铸膜液作为外层纺丝液，将内层铸膜液、外层纺丝液和芯液同时注入三通道喷丝头，其中芯液注入内芯通道、内铸膜液注入内层通道，外层纺丝液注入外层通道，挤出制备得到双层膜胚体；所述的芯液为去离子水与溶剂的混合物；

D）膜的凝固成型

将步骤（C）制得的双层膜胚体在空气中停留3-20s后，将双层膜胚体浸入去离子水的凝固浴中，控制凝固浴温度为20-50^oC，经过漂洗处理后得到亲水性聚偏氟乙烯双层膜。

5.根据权利要求4所述的亲水性聚偏氟乙烯双层膜的制备方法，其特征在于，步骤（A）所述的多巴胺包覆处理的纳米粉体，其处理方法为：取10mmol/L三羟甲基氨基甲烷缓冲液，盐酸调节pH至8~9，与纳米粉体按1:500的质量比混合，后加入多巴胺，配制多巴胺溶液浓度为0.2~4 g/L，溶液恒温振荡24 h，颗粒用乙醇、去离子水多次清洗，105 ℃烘干。

6.根据权利要求4所述的亲水性聚偏氟乙烯双层膜的制备方法，其特征在于，步骤（A）和步骤（B）所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜或丙酮。

7.根据权利要求4所述的亲水性聚偏氟乙烯双层膜的制备方法，其特征在于，步骤（C）所述的中空纤维膜的制备过程中芯液中溶剂的含量高于去离子水含量，溶剂为N-N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜或丙酮。

8.根据权利要求4所述的亲水性聚偏氟乙烯双层膜的制备方法，其特征在于，中空纤维膜的制备过程中，芯液的挤出速率为1-20毫升/分钟，内层铸膜液挤出的速率为2-20毫升/分钟，外层纺丝液挤出的速率为1-18毫升/分钟，且内层铸膜液的挤出速率大于外层纺丝液的挤出速率。