[发明专利]一种功能化表面的多孔膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种功能化表面的多孔膜制备方法，采用分子链节结构特征为其中m:n为95:5—80:20的偏氟乙烯‑三氟氯乙烯共聚物作为基膜，利用共聚物分子结构中带有的氯基团，与胺类化合物进行反应，制备出表面荷正电的偏氟乙烯‑三氟氯乙烯共聚物多孔膜。然后再利用胺基与具有环氧基、羧基、羟基等基团的分子进行反应，在偏氟乙烯‑三氟氯乙烯共聚物分子链上接枝上所需要的功能化官能团，用于提高偏氟乙烯‑三氟氯乙烯共聚物多孔膜的抗污染性、耐油性、选择吸附性等。

技术领域

本发明属于膜分离领域，涉及多孔膜的改性技术，尤其是一种有机多孔膜的制备方法。

背景技术

膜分离过程通常在常温下进行，不产生二次污染，是一种高效节能的分离净化技术，已 经广泛应用于水净化与污水资源化处理、化工和医药的物料分离与纯化等众多工业领域和水 净化、空气净化等民生领域。以有机分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型的化工流体分 离单元操作技术，三十年来取得了令人瞩目的巨大发展，在环境保护、传统工业生产工艺技 术提升等各方面，作为基础的共性技术发挥着重要作用，膜材料则是膜分离技术的核心。

多孔膜，是指在膜壁上有数十纳米至数百纳米的贯通孔的一类膜分离材料，多孔膜不仅 用于超滤、微滤、透析等透水不透气的分离过程，还用于膜吸收、膜蒸馏、膜曝气、膜脱气、 膜结晶等透气不透水的分离过程，同时，多孔膜还是反渗透、正渗透、纳滤、渗透汽化、气 体分离等复合膜的基膜。

目前常用的有机多孔膜材料有：聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、醋酸纤维素、 尼龙、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯等，其中，聚偏氟乙烯材料以优异的性能，应用最广。但聚偏氟乙烯膜材料仍存在耐碱性差、表面不易进行化学接枝改性等缺点。

已有报导是对聚偏氟乙烯材料进行胺化亲水化改性，是利用聚偏氟乙烯分子链中的氟原 子与胺类化合物进行反应，一方面不容易将胺基引入聚合物的分子链上，同时会对聚偏氟乙 烯材料的力学性能产生很大的负面影响。

发明内容

本发明针对聚偏氟乙烯膜材料的耐碱性差、表面不易进行化学接枝改性等缺点，提出对 偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物树脂制备的基膜，利用其分子结构中带有的氯基团，与二胺类化 合物进行反应，制备一种荷正电性多孔膜，然后再与羧基、、环氧基等反应，形成各种功能基 团，制备荷负电和电中性的多孔膜，以及制备出具备吸附功能和pH、温度等响应功能的多孔 膜。膜分离孔径为0.01-1.0微米。

即可以在不明显损失膜强度的条件下，在膜表面引入所需要的功能性基团，相应制备出 荷正电的偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物多孔膜、荷负电的抗污染多孔膜、聚乙烯醇类或聚乙二 醇类电中性抗污染多孔膜、耐油污染的多孔膜、智能响应膜、具有选择吸附功能的多孔膜等 功能化表面多孔膜。

偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物，其分子链节结构特征如下：

现有偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物，主要有两类：一类是以三氟氯乙烯分子链段为主的材 料，如上述分子链节结构式中，m:n为1:4的，为1:9的；另一类是以偏氟乙烯分子链段为主 的，如m:n为95:5—80:20。

以偏氟乙烯分子链段为主的偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物树脂，目前多用于线缆，是利用 其高弹性、高延伸率和耐冷冲击的性能。本发明采用以偏氟乙烯分子链段为主的偏氟乙烯- 三氟氯乙烯共聚物，将其用于多孔膜的基膜制备。分子链节结构特征：m:n为95:5的、90:10 的、85:15的、80:20的，其中，优选m:n为85:15的偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物用于本发明 的多孔膜基膜制备。

本发明所用的偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物多孔膜基膜，可以采用常规的热致相分离、熔 融拉伸等方法，也可以采用常规的非溶剂致相分离法和低温热致相分离法，还可以对初生成 形的偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物中空或平板，进行后续的拉伸与定型。孔径范围：0.01—1.0 微米。