[发明专利]具有表面修饰层的聚全氟乙丙烯中空纤维膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有表面修饰层的全氟聚乙丙烯中空纤维膜的制备方法。该制备方法包括工艺步骤为：A.制备全氟聚乙丙烯中空纤维膜基膜，将干燥好的全氟聚乙丙烯树脂、致孔剂和稀释剂在高速混料机中充分混合均匀，得到的预混物直接经双螺杆挤出机熔融挤出得到初生中空纤维膜，再经后拉伸、热定型及萃洗浸泡，干燥后得到中空纤维膜基膜。B.在所述基膜上制造表面修饰层，将中空纤维膜基膜于氧化剂溶液中充分浸泡，取出后置于存有吡咯单体的真空容器中，经化学气相沉积，吡咯单体在氧化剂作用下在FEP中空纤维膜表面生成修饰层。C.后处理，经去离子水冲洗，超声振荡处理和真空干燥后，即得到所述具有表面修饰层的全氟聚乙丙烯中空纤维膜。

技术领域

本发明涉及膜技术领域，具体为一种具有表面修饰层的聚全氟乙丙烯中空纤维膜的制备方法。

背景技术

膜分离技术在污水处理领域已被越来越广泛的应用，但对膜材料本身的要求也越来越高，特别是工业有机污水化学成分复杂、高矿化度、强酸碱、强腐蚀、高毒性及难处理等，不仅严重腐蚀、损害生产设备，而且还会增加污水处理成本，同时对水资源和生态环境危害严重，亟待有效遏制和解决。因此，开发能够适用于此类含酸碱、有机溶剂或高温条件等分离体系的膜材料具有十分重要的意义。目前可商业化应用于此类工业有机污水体系的微-纳滤膜材料不多，而我国仅限于无机陶瓷膜。无机陶瓷膜具有优异的耐腐蚀性，但制备工艺复杂、装填密度低、价格昂贵，难于工业化应用。

聚全氟乙丙烯(FEP)是一种具有完全氟化结构的典型全氟聚合物，它是以四氟乙烯(TFE)和六氟丙烯(HFP)共聚而成。相较于PTFE规整的分子结构，FEP大分子侧链上三氟甲基(CF3)的引入破坏了其原有规整性，降低了FEP的结晶度，赋予了FEP良好的熔融加工性能，同时由于FEP具有与聚四氟乙烯(PTFE)相似的化学稳定性、耐高低温性、抗老化能力及优良的力学性能，可作为PTFE的替代材料，应用于苛刻条件下的膜分离体系，具有较强的竞争优势。

聚吡咯已经被公认为是最具潜力的高分子材料之一。其具有较高的导电率，独特的掺杂性能，很好的生物相溶性，在电催化及生物领域得到了大规模的应用。由于其良好的亲水性，可用于高分子膜材料亲水化改性，且聚合得到的聚吡咯修饰层不溶不熔，具有良好的耐腐蚀性。

中国专利(CN 103657439A)公开了一种聚丙烯中空纤维分离膜的制备方法，其所制得的PP中空纤维膜表面具有大量微孔，通量大，孔隙率较高，然而PP耐有机溶剂较差，限制了其进一步应用。中国专利(CN 104328473A)公开了一种利用电化学沉积技术制备聚吡咯表面修饰的聚合物导电材料的方法，采用电化学沉积技术可在纤维表面沉积均一的导电聚吡咯层，然而其制备过程需要外加电场、电级及电解液等，工艺流程较为复杂。另一项中国专利(CN 1104624068A)公开了一种聚吡咯纳米材料改性聚合物超滤膜的方法。改性后的超滤膜具有良好的渗透性能和抗污染性能，纯水通量及通量恢复率相比纯聚合物膜大幅提高。然而采用共混聚吡咯的方式，存在聚吡咯分布不均匀问题，而且不能充分发挥聚吡咯亲水改性作用。目前，采用化学气相沉积法对聚全氟乙丙烯中空纤维膜进行聚吡咯表面修饰的技术，尚未见公开报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种具有表面修饰层的聚全氟乙丙烯中空纤维膜的制备方法。该制备方法工艺简单，易于操作，所得聚吡咯修饰层与基膜界面结合强度高，耐腐蚀、亲水性较好，可用于苛刻条件下的污水处理。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种具有表面修饰层的聚全氟乙丙烯中空纤维膜的制备方法，该制备方法包括以下工艺步骤：

A.制备聚全氟乙丙烯(FEP)中空纤维膜基膜；

将干燥完全的FEP树脂、致孔剂和稀释剂，按照质量分数组成为：30-50％聚全氟乙丙烯FEP树脂、20-40％致孔剂和10-50％稀释剂的比例投料在高速混料机中，充分混合均匀，得到的预混物，经双螺杆挤出机熔融挤出，得到初生中空纤维膜，再经在线后拉伸、热定型及萃洗浸泡，干燥后，得到中空纤维膜基膜；