[发明专利]一种聚全氟乙丙烯中空纤维膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种聚全氟乙丙烯中空纤维膜的制备方法，其包括：a)将聚全氟乙丙烯、致孔剂和分散剂混合，制成聚全氟乙丙烯中空纤维；b)将所述聚全氟乙丙烯中空纤维置于密闭容器中，并将密闭容器的温度升至270℃～360℃；c)向密闭容器中通入超临界二氧化碳至压力达到25MPa～40MPa；d)对所述密闭容器进行卸压，使超临界二氧化碳发泡，得到包括多个第一开孔的聚全氟乙丙烯中空纤维初生膜；e)将所述聚全氟乙丙烯中空纤维初生膜浸泡于刻蚀溶液中，使致孔剂被刻蚀而形成多个第二开孔，得到聚全氟乙丙烯中空纤维膜。本发明还提供一种聚全氟乙丙烯中空纤维膜。

技术领域

本发明涉及聚合物膜材料技术领域，尤其涉及一种聚全氟乙丙烯中空纤维膜及其制备方法。

背景技术

中空纤维膜是一种外形呈纤维状，具有自支撑作用的膜。目前，常用的中空纤维膜材质为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PS)、聚醚砜(POS)、磺化聚砜(SPS)、聚丙烯腈(PAN)及纤维素等，常用非溶剂沉淀凝胶相转化法(NIPS)制备。但NIPS法所制备的中空纤维膜强度差，在使用过程中膜丝易断裂。也有研究人员通过支撑层法制备增强的中空纤维膜，但树脂和支撑层的粘合性能差，制备过程中容易产生毛刺、膜层涂覆不均等不良。

全氟乙丙烯(FEP)具有突出的化学稳定性、良好的耐腐蚀性和优良的高低温性能，正逐渐受到研究人员的关注。比如肖长发等人采用加入有机溶剂和致孔剂等挤出成型，再通过萃洗和拉伸装置拉伸制备了全氟聚合物中空纤维膜。但在该制备方法中要用大量的有机溶剂，使挤出过程中喂料困难，且高温时有机溶剂易挥发，具有较大的安全风险和环境隐患。因此，开发绿色环保的FEP中空纤维膜制备方法具有重要的意义。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种绿色环保的聚全氟乙丙烯中空纤维膜及其制备方法。

本发明提供一种聚全氟乙丙烯中空纤维膜的制备方法，其包括如下步骤：

a)将聚全氟乙丙烯、致孔剂和分散剂混合，并制成聚全氟乙丙烯中空纤维；

b)将所述聚全氟乙丙烯中空纤维置于密闭容器中，并将密闭容器的温度升至270℃～360℃；

c)向密闭容器中通入超临界二氧化碳至密闭容器的压力达到25MPa～40MPa，并在该压力下保持预定时间T，使超临界二氧化碳均匀分布于聚全氟乙丙烯中空纤维中；

d)对所述密闭容器进行卸压，使所述聚全氟乙丙烯中空纤维中的超临界二氧化碳发泡，得到聚全氟乙丙烯中空纤维初生膜，其中所述密闭容器的卸压速度为大于等于10MPa/s，所述聚全氟乙丙烯中空纤维初生膜包括多个第一开孔；

e)将所述聚全氟乙丙烯中空纤维初生膜浸泡于一刻蚀溶液中，使所述聚全氟乙丙烯中空纤维初生膜中的致孔剂被刻蚀而形成多个第二开孔，得到聚全氟乙丙烯中空纤维膜。

本发明还提供一种上述制备方法得到的聚全氟乙丙烯中空纤维膜，所述聚全氟乙丙烯中空纤维膜包括多个开孔，所述聚全氟乙丙烯中空纤维膜的表面的开孔的孔径大小为1纳米～1微米，所述聚全氟乙丙烯中空纤维膜的内部的开孔的孔径大小为1纳米～100微米，所述聚全氟乙丙烯中空纤维膜的密度为0.5～1.5g/cm³。