[发明专利]聚偏二氟乙烯薄膜、其形成方法及纯化盐水的方法

说明书

本发明提供一种聚偏二氟乙烯薄膜，包括熔融粘度介于35至60千泊(k poise)的聚偏二氟乙烯，且所述聚偏二氟乙烯薄膜表面的孔洞尺寸介于0.1微米至5微米之间。本发明还提供一种上述聚偏二氟乙烯薄膜的形成方法。本发明还提供一种利用上述聚偏二氟乙烯薄膜的纯化盐水的方法。本发明的聚偏二氟乙烯薄膜不仅内外表面皆有高表面开孔率，使其具备高通量、阻盐率佳的优点，且制程简单、不需使用大量溶剂为凝聚槽、及成本低，具应用上的优势。

技术领域

本揭露是关于聚偏二氟乙烯薄膜，更特别关于表面具有孔洞的聚偏二氟乙烯薄膜。

背景技术

直接接触式薄膜蒸馏(direct contact membrane distillation,DCMD)技术是控制薄膜两侧流体的温度梯度以形成的蒸气压差为驱动力，使高温侧含盐进料的水以水蒸气分子经由薄膜孔洞传输到低温侧并凝结成液体，以分离出盐水中的水。在DCMD中，薄膜本身不直接以孔洞大小参与物质的筛选，仅利用界面特性分隔两不同温度的溶液，整体而言，薄膜蒸馏包含汽化、质传及冷凝的过程，与常规的蒸馏原理相似，所以DCMD所使用的薄膜材料，需兼顾高孔隙率、开孔率、疏水性与足够的机械强度，PVDF是常使用的材料。过去制作多孔性PVDF薄膜，虽有很高的孔隙率，但其表面开孔率低，不然就是孔洞过小且表面粗糙度低。滤速与表面开孔率呈正相关关系，当表面开孔率低会增加薄膜蒸馏的阻力，即孔洞太小与孔洞太少时膜的阻力变大进而影响水的通量及滤速。而表面的疏水性质会影响DCMD操作过程的稳定性，如疏水性质或粗糙度低会降低DCMD的寿命。

综上所述，目前亟需一种表面具有多孔洞、疏水性质及高机械强度的聚偏二氟乙烯薄膜以应用于DCMD中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种表面具有多孔洞、疏水性质及高机械强度的聚偏二氟乙烯薄膜。

本发明的另一目的在于提供一种上述聚偏二氟乙烯薄膜的形成方法。

本发明的再一目的在于提供一种利用上述聚偏二氟乙烯薄膜的纯化盐水的方法。

本揭露一实施例提供的聚偏二氟乙烯薄膜，包括熔融粘度介于35至60千泊(kpoise)的聚偏二氟乙烯，且上述聚偏二氟乙烯薄膜表面的孔洞尺寸介于0.1微米至5微米之间。

本揭露一实施例提供的聚偏二氟乙烯薄膜的形成方法，包括将熔融粘度介于35至60千泊(k poise)的聚偏二氟乙烯溶于三乙磷酸酯中，以形成一聚偏二氟乙烯溶液；以及将该聚偏二氟乙烯溶液置入水中，以形成一聚偏二氟乙烯薄膜，且上述聚偏二氟乙烯薄膜表面的孔洞尺寸介于0.1微米至5微米之间。

本揭露一实施例提供的纯化盐水的方法，包括将前述的聚偏二氟乙烯薄膜置于一热盐水端与一冷净水端之间；以及使上述热盐水端中的水穿过上述聚偏二氟乙烯薄膜后到达上述冷净水端。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的聚偏二氟乙烯薄膜，藉由溶剂选择、PVDF分子量及浓度的搭配，可促使聚偏二氟乙烯薄膜的表面孔洞生成；降低溶解温度或是添加适量改质后的纳米碳管可进一步强化薄膜机械性质及稳定性；此外，本发明的聚偏二氟乙烯薄膜不仅内外表面皆有高表面开孔率，使其具备高通量、阻盐率佳的优点，且制程简单、不需使用大量溶剂为凝聚槽、及成本低，具应用上的优势。

附图说明

图1是为本揭露实施例及比较例中PVDF的表面开孔率及接触角的关系图；

图2A至图2M是为本揭露实施例2、实施例3、比较例1至11中PVDF膜的SEM(ScanningElectron Microscope)图；

图3是本揭露实施例2、实施例3中PVDF膜的通量及阻盐率的结果；

图4是本揭露一实施例中，PVDF膜用于薄膜蒸馏净水装置的结果；