[发明专利]基于球形胶束改性聚偏氟乙烯/无纺布分离膜及其制备方法

说明书

本发明公开了基于球形胶束改性聚偏氟乙烯/无纺布分离膜及其制备方法，制备步骤依次为：a)将PVDF、有机溶剂、致孔剂混合搅拌均匀，然后超声脱泡，得到铸膜液；b)用两亲性嵌段共聚物的球形胶束乙醇溶液将无纺布完全喷淋后干燥；c)将改性后的无纺布涂覆上铸膜液后，放入凝固浴中通过相转化法得到PVDF分离膜。本发明中提供的制备PVDF分离膜的方法简单、易操作，而且所制PVDF分离膜的无纺布支撑层与PVDF分离层间接触面大，结合力强，在水处理的应用中具有性能优势。

技术领域

本发明涉及分离膜领域，涉及基于球形胶束改性聚偏氟乙烯/无纺布分离膜及其制备方法。

背景技术

在分离膜领域高分子材料的应用十分广泛，其中海水淡化、石化废水处理、食品浓缩等领域的应用常常面临着极其恶劣的环境，需要分离膜具有十分优异的渗透性能和机械强度。针对分离膜渗透性能方面的使用需求，通常可以选用不同孔径和不同材质的分离膜(如聚偏氟乙烯微滤膜、聚砜/醚砜超滤膜、聚酰亚胺纳滤膜等)得以满足。针对分离膜机械强度方面的使用要求，一般可采用对分离膜进行改性处理的方法(如交联改性、添加纳米颗粒改性、添加大孔基底层)得以解决。其中，通过添加大孔基底层制备复合膜的方法，来提高分离膜机械强度的应用最为普遍，操作更简单，使用后效果最好。这种复合膜是以高分子材料制备的本体分离膜为复合膜的分离层，以添加的大孔基底层为复合膜的支撑层。

需要特别指出的是，制备此类复合膜的传统工艺常常只是单纯的选用现有的大孔材料为基底，之后通过对基底进行简单的浸泡处理除去基底上的油、灰尘等污染物，最后在基底上进行分离层的涂覆。显然，只是对基底进行简单的浸泡处理，基底与分离层结合力的提高十分有限，因此，需要寻找更为简单有效的方法来提高基底与分离层的结合力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方法简单、易操作的球形胶束改性聚偏氟乙烯/无纺布分离膜的制备方法。

本发明的技术方案为：

基于球形胶束改性PVDF/无纺布分离膜的制备方法，其具体步骤如下：

a)将PVDF、有机溶剂、致孔剂混合搅拌均匀，然后超声脱泡，得到铸膜液；其中PVDF：致孔剂：有机溶剂的质量比为10～25:3～8:67～87；

b)用两亲性嵌段共聚物的球形胶束乙醇溶液将无纺布喷淋至其完全湿透后干燥；

c)将改性后的无纺布涂覆上铸膜液后，放入凝固浴中通过相转化法得到基于球形胶束改性PVDF/无纺布分离膜。

本发明基于球形胶束改性PVDF/无纺布分离膜的制备方法，优选包含以下步骤：

a)铸膜液的制备：将PVDF、有机溶剂、致孔剂混合，搅拌3～8h，然后超声脱泡0.5～5h，得到铸膜液；PVDF：致孔剂：有机溶剂的质量比为10～15:3～8:78～87；

b)无纺布的改性：将两亲性嵌段共聚物球形胶束分散在乙醇中，配制成一定浓度的球形胶束乙醇溶液；用球形胶束乙醇溶液将无纺布完全喷淋后50℃干燥30min～2h；

c)PVDF/无纺布分离膜的制备：将步骤a)中配制好的铸膜液用刮膜棒涂覆在步骤b)中改性的无纺布上，在空气中暴露一段时间后，迅速放入凝固浴中10～15min，之后在去离子水中浸泡45～48h，得到PVDF复合分离膜。

本发明中，步骤a)中所述的PVDF分子量进一步优选30万～70万。

本发明中，步骤a)中所述的有机溶剂进一步优选N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)或N，N-二甲基甲酰胺(DMF)。