[发明专利]一种聚四氟乙烯基均相阴离子交换膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚四氟乙烯基均相阴离子交换膜及其制备方法，其原料按重量比份包括：四氟乙烯80‑100份、超疏水性含氟共聚物5‑20份、增塑剂10‑25份、活化剂1‑2份、交联剂0.8‑2份、引发剂0.5‑0.8份和水余量，本发明涉及膜材料技术领域。该聚四氟乙烯基均相阴离子交换膜及其制备方法，聚四氟乙烯乳液配制方法简单可控，制备的聚四氟乙烯基均相阴离子交换膜具有超高疏水性，能够有效降低水渗透率，提高电渗析分离盐的效率，制备的聚四氟乙烯基均相阴离子交换膜能在酸环境中长期稳定运行，制备的聚四氟乙烯基阴离子交换膜，每天运行6h，连续运行六个月，NaCl的脱盐率达到99.8％以上，出水可满足要求。

技术领域

本发明涉及膜材料技术领域，具体为一种聚四氟乙烯基均相阴离子交换膜及其制备方法。

背景技术

阴离子交换膜是一类含有碱性活性基团，对阴离子具有选择透过性的高分子聚合物膜，也称为离子选择透过性膜，阴离子交换膜由三个部分构成：带固定基团的聚合物主链即高分子基体(也称基膜)、荷正电的活性基团(即阳离子)以及活性基团上可以自由移动的阴离子，阴离子交换膜的本质是一种碱性电解质，对阴离子具有选择透过性作用，因此还被称为离子选择透过性膜，一般以-NH₃⁺、-NR₂H⁺或者-PR₃⁺等阳离子作为活性交换基团，并且在阴极产生OH-作为载流子，经过阴离子交换膜的选择透过性作用移动到阳极。

目前，我国均相离子交换膜的研究还处于初级阶段，国家对节能、环保问题高度重视，特别是当前高含盐废水零排放、工业生产过程零排放等多方面的要求越来越高，因此，工艺简单、节能、抗污染能力强的离子交换膜引起了广泛关注，已经发展为未来研究的主要方向，离子交换膜的制备方法一直是研究的重点方向，对阴离子交换膜制备过程的研究具有巨大经济价值，离子交换膜在水处理、电渗析方面的应用可以极大地节约能源，保护环境。

均相阴离子交换膜在实际应用中受到技术、成本等方面的影响，真正投入生产使用的还是少数，而且我国的制膜技术还有待完善，目前使用的大部分膜还依赖进口，因此，在膜的制备和改性方面仍需要继续探索研究。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种聚四氟乙烯基均相阴离子交换膜及其制备方法，其阴离子交换膜由四氟乙烯、疏水性聚合物和添加剂通过加压热相转化法成膜，再加入聚苯胺经化学反应后制成疏水、耐酸的阴离子交换膜，制备方法简单可控、脱盐率高，能耗低。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种聚四氟乙烯基均相阴离子交换膜，其原料按重量比份包括：四氟乙烯80-100份、超疏水性含氟共聚物5-20份、增塑剂10-25份、活化剂1-2份、交联剂0.8-2份、引发剂0.5-0.8份和水余量，所述超疏水性含氟共聚物的原料按重量比份包括：甲基丙烯酸甲酯20-50份、甲基丙烯酸全氟烷基酯25-40份、甲基丙烯酸羟基乙酯15-30份和二苄基三硫代酯15-40份。

优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二辛酯属于环保增塑剂，可以提高成膜的柔韧性，有利于成膜。

优选的，所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯。

优选的，所述引发剂为过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁腈中的一种或两组的组合。

优选的，所述活化剂为1％的HCl。

本发明还公开了一种聚四氟乙烯基均相阴离子交换膜的制备方法，具体包括以下步骤：