[发明专利]一种亲水性和抗压密性聚偏氟乙烯超滤膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚偏氟乙烯超滤膜及其制备方法。

背景技术

聚偏氟乙烯(PVDF)是一种新型的的氟碳热塑性塑料，玻璃化温度为-39℃，脆化温度为-62℃以下，结晶熔点为180℃，热分解温度在316℃以上，长期使用温度范围为-50～150℃，在一定温度和受压下仍能保持良好的强度；其另一个突出优点是具有优异的抗紫外线和耐气候老化性，其薄膜在室外放置一、二十年也不变脆龟裂；此外，聚偏氟乙烯化学稳定性好，在室温下不被酸、碱、强氧化剂等腐蚀，只溶于二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺，二甲基亚砜等一些强极性溶剂。由于它具有上述诸多优点，且能流延形成孔性能较好的薄膜，不像聚四氟乙烯、聚丙烯那样由于没有合适的溶剂只能用熔融拉伸等方法制备，造成了设备复杂，制备条件苛刻等弊端，因此PVDF成为一种理想的分离膜材料，可适用于化工、水处理、电子、纺织、食品、生化等领域。但由于聚偏氟乙烯表面能低，由其制备出的超滤膜有很强的疏水性，这种膜被用于水处理时一方面疏水性不利于水通过膜，表现为膜的水通量低，需要较高的过膜压力；另一方面水中的蛋白质等一系列憎水性有机污染物容易在膜表面吸附，产生凝胶层，从而污染膜，使膜的水通量降低；此外，膜断面上的多孔结构在高的过膜压力作用下，很容易会被压密，这也将使膜的水通量进一步下降，聚偏氟乙烯超滤膜的这些性能都影响了它在水处理工程中的应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的聚偏氟乙烯超滤膜的亲水性差、抗压密性差的问题，而提出了一种亲水性和抗压密性聚偏氟乙烯超滤膜及其制备方法。一种亲水性和抗压密性聚偏氟乙烯超滤膜按照重量百分比由14～25％的聚偏氟乙烯、以铁计0.2～3％的铁盐和72～85.8％的二甲基乙酰胺制成。一种亲水性和抗压密性聚偏氟乙烯超滤膜的制备方法按照以下步骤实现：一、按照重量百分比将14～25％的聚偏氟乙烯、以铁计0.2～3％的铁盐和72～85.8％的二甲基乙酰胺充分混合，得到铸膜液；二、将铸膜液放入烧杯中，在25～80℃的温度下对装有铸膜液的烧杯进行水浴加热3～10小时并同时以300～1000转/分钟的速度对铸膜液进行搅拌，然后将铸膜液放入到密封罐中并将装有铸膜液的密封罐放入30～80℃的水中静置脱泡15～72小时，得到脱泡后的铸膜液；三、将脱泡后的铸膜液用刮膜机在制膜支撑体上刮成20～200微米厚的液膜，将黏着有液膜的制膜支撑体在干球温度为5～35℃、湿球温度为5～35℃、相对湿度为25～95％的条件下静置蒸发5～280秒；四、将黏着有液膜的制膜支撑体侵入5～45℃的蒸馏水中浸泡5～10分钟，此时液膜从制膜支撑体脱落，将液膜放入室温的蒸馏水中浸泡3～4天，浸泡时每8～9小时换一次蒸馏水，即得到一种亲水性和抗压密性聚偏氟乙烯超滤膜。本发明中选用的铁盐添加剂能够显著地提高膜的水通量而不使膜的截留性能过分降低，膜断面上能够产生适当的大孔结构以减小水通过膜时的阻力，对水的阻力比现有的聚偏氟乙烯超滤膜降低了40～65％；本发明中的聚偏氟乙烯超滤膜表面生成了羟基氧化铁，这种亲水性物质与膜基体结合在一起，不会随水流失，从而使膜的亲水性得到显著提高，本发明中的聚偏氟乙烯超滤膜的亲水性比现有的聚偏氟乙烯超滤膜提高了30～50％；本发明制备的聚偏氟乙烯超滤膜的膜断面上生成呈均匀分布的由聚偏氟乙烯和铁的氧化物共同组成的颗粒，从而使超滤膜在压力作用下表现出来的压密性受到有效抑制，表现出明显的抗压密性，本发明中的聚偏氟乙烯超滤膜的抗压密性比现有的聚偏氟乙烯超滤膜提高了65～85％；本发明中的制备方法简便易行。

附图说明

图1是具体实施方式三十一制备出的聚偏氟乙烯超滤膜断面扫描电镜图，图2是具体实施方式三十一制备出的聚偏氟乙烯超滤膜膜断面上海绵结构的电镜扫描图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式中一种亲水性和抗压密性聚偏氟乙烯超滤膜按照重量百分比由14～25％的聚偏氟乙烯、以铁计0.2～3％的铁盐和72～85.8％的二甲基乙酰胺制成。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于一种亲水性和抗压密性聚偏氟乙烯超滤膜按照重量百分比由16～23％的聚偏氟乙烯、以铁计0.5～2.6％的铁盐和74.4～83.5％的二甲基乙酰胺制成。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于一种亲水性和抗压密性聚偏氟乙烯超滤膜按照重量百分比由18～21％的聚偏氟乙烯、以铁计0.7～2.3％的铁盐和76.7～81.3％的二甲基乙酰胺制成。