[发明专利]一种新型核孔膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种过滤膜，特别是一种核孔膜，或称核径迹膜。

背景技术

五十年代发现核径迹，六十年代美国进进行了大量研究，已有大量报导，七十年代美国首先利用反应堆进行核孔膜的商业化生产。随后俄国、德国法国等利用重离子加速器进行生产，核孔膜的微孔一般呈双锥，即在微孔中，中间的孔径小于膜两表面的孔径，如图1所示，这样在过滤时微粒容易卡死在微孔中，滤膜易堵塞。

目前生产核孔膜都采用中子轰击铀产生的裂变碎片或加速器产生的质量数较高的重离子束辐照电解质薄膜生产，而质量数较低的离子束由于核径迹蚀刻灵敏度较低，微孔的锥角较大，难以制造小孔径的核孔膜。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提供一种不易堵塞的微孔呈园柱形或微孔的中间孔径比膜两表面孔径大的核孔膜。

一种核孔膜或称核径迹膜，它的特征是微孔的中间孔径比膜两表面的直径大，这种微孔的形状使大于膜表面孔径的粒子被截留在膜表面，核孔膜不易堵塞。

一种核孔膜或称核径迹膜的制造方法是利用电介质薄膜经粒子辐照、增敏、蚀刻等工艺，本发明的工艺特征是蚀刻时在膜的两边施加电场。

一种核孔膜或称核径迹膜的制造方法是利用电介质薄膜经粒子辐照、增敏、蚀刻等工艺，本发明的特征是蚀刻时控制在膜两边施加的电场强度及时间，以改善微孔孔形，获得近似的园柱形毛细管孔形。

一般核径迹蚀刻后微孔呈双锥，其锥角Φ为：

Tg Φ＝V_b/V_t

式中：V_b  电介质材料的本体蚀刻率

      V_t  电介质沿径迹方向的蚀刻率

膜表面的孔径     D₁＝2V_bT(1-V_b/V_t)

微孔的中间孔径   D₂＝2V_bT(1-B/2V_tT)

式中：T  蚀刻时间

      B  基膜厚度

在实验中发现电场不仅能增加核径迹蚀刻灵敏度。使微孔的锥度减小，同时蚀刻方向也有沿电力线方向蚀刻的趋势，甚至蚀刻的微孔呈倒锥度，也就是说微孔的中间直径比两表面上的直径大，如图2所示。控制施加的电场强度及时间，可获得理想的微孔，微孔呈园柱形毛细管状。这是利用小型加速器制造核孔膜的一种有效方法，也就是说利用质量较低的离子束制造小孔径核孔膜，特别是制造纳米孔径的核孔膜有一定意义。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1，核径迹的蚀刻灵敏度提高，微孔的锥度减小。

2，蚀刻方向有沿电力线方向蚀刻的趋势，可以改变孔形，使滤膜不易堵塞。

3，国外一般利用溴、碘，氙等重离子生产核孔膜，质量较低的离子的核径迹的蚀刻灵敏度较低，微孔的锥度较大，难以制造小孔径的滤膜。本发明为利于利用小型加速器制造核孔膜，也就是说利用质量较低的离子束制造小孔径核孔膜提供了一种有效的方法，特别对制造纳米孔径的核孔膜有一定意义。

附图说明

图1是现在技术生产的核孔膜微孔的示意图，图中微孔的中间孔径较小，膜表面的孔径较大。

图2所示为蚀刻时施加电场所形成的微孔的示意图，图中微孔的中间孔径较大，膜表面的孔径较小。

具体实施方式

实施例一：用能量为24MeV的氧离子辐照15微米厚的聚酯薄膜，经紫外光辐照二小时，最后在浓度为6Mol、温度为摄氏60度的氢氧化纳溶液溶中蚀刻，膜两侧施加3V的电压。经5小小时蚀刻，在显微镜下观测，膜表面孔径约为6微米，微孔中间的孔径约为8微米。

实施例二：用能量为35MeV的氯离子辐照10微米厚的聚碳酸酯薄膜，经紫外光辐照二小时，最后在浓度为3Mol、温度为摄氏40度的氢氧化纳溶液溶中蚀刻，膜两侧施加1.5V的电压。经1小时蚀刻，在显微镜下观测，膜表面孔径约为0.4微米，微孔呈园柱形毛细管状。