[发明专利]一种通过聚合物共混增容原理和溶析法制备双连续聚烯烃微滤膜的方法

说明书

本发明涉及一种通过结合聚合物共混增容原理和溶析法制备双连续聚烯烃微滤膜的方法。该方法包括：将聚烯烃、水溶性高分子物质和增容剂混合，将得到的混合物通过平板硫化机压膜或双螺杆挤出机挤出成膜，萃取，保孔处理，干燥。该方法具有工艺简单、易于成孔以及环保等特点，制备得到的聚烯烃微滤膜具有大的水通量和气体通量以及较好的力学性能，在水处理、生物医用等领域具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明属于聚烯烃微滤膜的制备领域，特别涉及一种通过结合聚合物共混增容原理和溶析法制备互穿网络的双连续孔结构聚烯烃微滤膜的方法。

背景技术

膜分离技术是一种新兴的多种学科交叉的技术，已经成为工业上气体分离、水溶液分离、化学产品和生化产品分离与纯化的重要过程，广泛应用于食品、饮料加工过程、工业污水处理、大规模空气分离、湿法冶金技术等。分离膜是膜分离技术的核心。

聚烯烃微滤膜具有比重小、力学性能良好、耐热性较高、化学性能稳定、无毒、无味等特点，已被广泛地应用在汽车、包装、化工、电器等行业。目前聚烯烃微孔材料的制备方法主要是熔融拉伸法(MSCS)和热致相分离法(TIPS)。中国专利CN106133042A和中国专CN104494157A通过熔融拉伸法制备聚烯烃微滤膜。专利使用熔融拉伸法得到的微滤膜操作简单，力学性能优异，但是孔隙率较低，孔径分布不均匀且孔径大小难调。中国专利CN1718627和中国专利CN101862601A通过热致相分离法制备聚烯烃微滤膜。专利使用热致相分离法得到的微滤膜孔隙率高，孔径均匀并且大小可调，但是由于聚合物含量低，所以得到的微滤膜力学性能较差，并且制备过程中需要使用有毒的稀释剂，对人体和环境均会造成危害。

现有技术中，使用增容剂通过相分离法来制备微滤膜如中国专利CN105983350A，CN108385197A，这种制备方法虽然能得到性能更好的微滤膜，但还是会受到相分离法的限制，如必须使用毒性较大的稀释剂，得到的微滤膜力学性能相对较差；另有技术将两种非极性聚合物共混，通过溶析法，使用有机溶剂除去其中一种聚合物制得微滤膜，如中国专利CN103861481A，这种制备过程中必须使用到有毒的有机溶剂，对人体和环境都会造成危害。而添加增容剂将非极性的聚烯烃聚合物和极性的水溶性聚合物共混，然后通过溶析法溶出共混物中的水溶性聚合物制得微滤膜的专利目前还没有报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种通过聚合物共混增容原理和溶析法制备双连续聚烯烃微滤膜的方法，以克服现有技术中聚烯烃微孔材料采用MSCS法难以控制孔径且孔隙率低的缺陷。

本发明是将增容法和溶析法这两种方法相结合，通过绿色的制备方法制得孔隙率高，孔径可调，力学性能优异的聚烯烃微滤膜。

本发明提供一种双连续聚烯烃微滤膜，将聚烯烃、水溶性高分子物质和增容剂混合，通过平板硫化机压膜或双螺杆挤出机挤出成膜，然后萃取得到。

所述聚烯烃为聚乙烯或聚丙烯。

所述水溶性高分子物质包括聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮或水溶性淀粉。

所述增容剂为高分子增容剂，优选地，增容剂为马来酸酐接枝聚烯烃或乙烯-乙烯醇共聚物。

所述聚烯烃微滤膜截面呈现双连续状结构，孔隙率为10％～95％，平均孔径为0.1～10μm。

本发明还提供一种双连续聚烯烃微滤膜的制备方法，包括：

将聚烯烃、水溶性高分子物质和增容剂以质量比30～70：30～70：1～30混合，将得到的混合物通过平板硫化机压膜或双螺杆挤出机挤出成膜，置于萃取剂中萃取除去水溶性高分子物质，保孔处理，干燥，得到双连续聚烯烃微滤膜。

所述通过平板硫化机压膜的压力为1～15MPa，温度为150～240℃。