[发明专利]一种含氟聚合物平板膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种含氟聚合物平板膜的制备方法，其包括如下步骤：先将夹持有含氟聚合物薄膜的模具置于密闭容器中，并将密闭容器的温度升至180℃～360℃；然后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15MPa～40MPa；再对所述密闭容器进行卸压，使所述含氟聚合物薄膜中的超临界二氧化碳发泡，得到具有第一开孔的含氟聚合物初生膜；最后将所述含氟聚合物初生膜浸泡于一刻蚀溶液中，使所述含氟聚合物初生膜中的致孔剂被刻蚀而形成多个第二开孔，得到含氟聚合物平板膜。本发明还提供一种含氟聚合物平板膜。

技术领域

本发明涉及聚合物膜材料技术领域，尤其涉及一种含氟聚合物平板膜及其制备方法。

背景技术

膜分离技术是目前水处理、环保、化工、能源、医药、食品、生物等领域广泛应用的一种新型的分离技术。目前，常用的分离膜材质为聚偏氟乙烯 (PVDF)、聚砜(PS)、磺化聚砜(SPS)、聚砜酰胺(PSA)、聚醚砜(POS)、聚丙烯腈(PAN)及纤维素等。这类分离膜常用非溶剂沉淀凝胶相转化法(NIPS)制备。然而，该方法制备的分离膜往往存在机械强度不足、耐腐蚀性和热稳定性差等缺点。

含氟聚合物是一种具有化学惰性的、耐候、机械性能优良的高性能聚合物材料。它具有优良的耐候性和热稳定性。聚偏氟乙烯、聚全氟乙丙烯(FEP)等都是一种性能优异的制膜材料，受到研究人员的关注。但传统的非溶剂致相分离法(NIPS法)制备的PVDF分离膜往往存在机械强度不足、耐腐蚀性和热稳定性差等不足。而FEP不溶于大部分有机溶剂，传统的NIPS法难以实现FEP分离膜的制备，至今鲜有FEP膜的相关报道。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种含氟聚合物平板膜及其制备方法。该含氟聚合物平板膜不仅具有高开孔率，而且泡孔分布均匀。该制备方法用时短，制备效率高。

本发明提供一种含氟聚合物平板膜的制备方法，其包括如下步骤：

a)将含氟聚合物、致孔剂和分散剂混合，得到预混料；

b)将预混料制成含氟聚合物薄膜，并将含氟聚合物薄膜夹持于模具之间；

c)将夹持有含氟聚合物薄膜的模具置于密闭容器中，并将密闭容器的温度升至180℃～360℃；

d)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 15MPa～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含氟聚合物薄膜中；

e)对所述密闭容器进行卸压，使所述含氟聚合物薄膜中的超临界二氧化碳发泡，得到含氟聚合物初生膜，其中所述密闭容器的卸压速度为大于等于 8MPa/s，所述含氟聚合物初生膜包括多个第一开孔；

f)将所述含氟聚合物初生膜浸泡于一刻蚀溶液中，使所述含氟聚合物初生膜中的致孔剂被刻蚀而形成多个第二开孔，得到含氟聚合物平板膜。

本发明还提供一种上述制备方法得到的含氟聚合物平板膜，所述含氟聚合物平板膜包括多个开孔，所述含氟聚合物平板膜的表面的开孔的孔径大小为1 纳米～1微米，所述含氟聚合物平板膜的内部的开孔的孔径大小为1纳米～100微米，所述含氟聚合物平板膜的密度为0.4～1.6g/cm³。