[发明专利]亲水聚四氟乙烯微超滤膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种亲水聚四氟乙烯微超滤膜及其制备方法，并具体公开了亲水聚四氟乙烯微超滤膜是将聚四氟乙烯膜用增稠剂水溶液处理，改进聚四氟乙烯膜的亲水性，并缩小其孔径，再将该膜浸渍于聚四氟乙烯乳液中，取出该膜、烘干而制得。通过将亲水性的增稠剂涂覆在聚四氟乙烯基膜上，提高聚四氟乙烯基膜的亲水性和粘附力，从而提高聚四氟乙烯乳液与聚四氟乙烯基膜的亲和力。本发明通过改变聚四氟乙烯乳液中聚四氟乙烯及表面活性剂的含量，可以控制聚四氟乙烯超微滤膜的孔径和亲水性。制得的聚四氟乙烯超微滤膜的孔径为0.001～0.2μm，接触角为8～30°，纯水通量为282～916L/m²·h。

技术领域

本发明涉及微超滤膜领域，特别涉及一种亲水聚四氟乙烯微超滤膜及其制备方法。

背景技术

目前生产微超滤膜产品的主要材料包括醋酸纤维素、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等。这些材质的微超滤膜孔隙率较低（50%以下）、过滤通量较小（一般小于500L/m²·h），能耗较高。在某些强酸强碱强氧化等极端环境下无法使用。同时，这些材质的微超滤膜大多采用相转化法制备，膜丝强度低，在使用过程中，容易出现断丝现象。聚四氟乙烯材料具有耐酸碱、耐高低温、耐腐蚀、抗氧化、表面摩擦系数低等优点，素有“塑料王”之称。

现阶段采用糊料挤出和拉伸膨化法制备的聚四氟乙烯膜具有孔隙率大、通量高、韧性好、强度高等特点，可以应用在各种过滤场合，而且产品寿命较长，抗污染能力较高，产品理化性能和操作能耗等均具有十分明显的优势。但仅通过拉伸膨化法制备的聚四氟乙烯膜的孔径较大，一般在0.5μm以上，泡点较低，不能适应高精度分离和过滤的要求。

为了获得过滤精度小于200nm的聚四氟乙烯膜，必须采用其他后处理工艺。尝试有多种处理方式，最有工业前景的是热法，即加热聚四氟乙烯到其熔程内，高分子链能量增大，链端开始活动，由于拉伸残余应力而收缩，从而获得较小的孔径。但PTFE疏水性强，限制了其在水处理中的应用，故需对其进行亲水改性。聚四氟乙烯膜的亲水改性主要包括共混、辐照、等离子体活化、表面自由基共聚等方法。CN201310048517.3公开了一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，是将聚四氟乙烯微孔膜浸入到非极性有机溶剂中，取出后浸渍于70～90℃的聚乙烯醇水溶液中，取出后浸渍于后整理液（戊二醛、醋酸、水）中烘干而制得。CN200510060886.X公开了聚四氟乙烯亲水性微滤膜的制备方法，将聚四氟乙烯树脂和聚乙烯醇共混后经双向拉伸成膜，在270～500℃温度下定型，再用活化剂活化而制得。201610496695.6公开了亲水性多孔聚四氟乙烯膜，是将PTFE和两性共聚物和润滑剂的共混物经挤出、双轴拉伸而制得。这些制备方法在一定程度上改善了聚四氟乙烯膜的亲水性能，但都是通过在聚四氟乙烯膜体系中加入了亲水性的物质，该亲水性物质与聚四氟乙烯的相容性等问题还有待考察。

发明内容

本发明的目的是提供一种亲水聚四氟乙烯微超滤膜的制备方法，该膜亲水性好、从而降低膜污染、提高膜通量和延长膜寿命。

本发明的亲水聚四氟乙烯微超滤膜是将聚四氟乙烯膜用增稠剂水溶液处理，改进聚四氟乙烯膜的亲水性，并缩小其孔径，再将该膜浸渍于聚四氟乙烯乳液中，取出该膜、烘干而制得。

本发明的亲水聚四氟乙烯微超滤膜的制备方法，包括以下步骤：

1）在40～80℃，将增稠剂溶解在水中，制得增稠剂水溶液；

2）将聚四氟乙烯膜浸泡在步骤1）制得的增稠剂水溶液中，拿出烘干待用；

3）用高速剪切乳化机将聚四氟乙烯、阴离子表面活性剂、乳化剂、氟碳表面活性剂、分散剂和水在4000～12000rpm下乳化5～20min制成聚四氟乙烯乳液；

4）将步骤2）处理过的聚四氟乙烯膜浸泡在步骤3）制得的聚四氟乙烯乳液中，拿出烘干，再在160～240℃下烧结5～20min即制得本发明的亲水聚四氟乙烯微超滤膜。