[发明专利]一种亲水改性CPVA-PVDF超滤膜及其制备方法

说明书

本发明提出了一种亲水改性CPVA‑PVDF超滤膜及其制备方法，包括以下百分含量组分：聚偏氟乙烯10‑25％、聚乙烯基吡咯烷酮K301‑5％、聚乙烯醇水溶液0‑5％、戊二醛0‑1％、混合溶剂余量，本发明采用聚偏氟乙烯(PVDF)为主要制膜材料，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂和制孔剂，以聚乙烯醇(PVA)水溶液作为凝胶浴，以戊二醛(GA)为交联剂，盐酸(HCL)为催化剂，利用磷酸三乙酯(TEP)与N,N‑二甲基乙酰胺(DMAc)为混合溶剂，通过相转化技术制备了非对称CPVA‑PVDF膜，制得的膜具有优异的亲水性和抗污染能力。

技术领域

本发明涉及超滤膜技术领域，具体涉及一种亲水改性CPVA-PVDF超滤膜及其制备方法。

背景技术

超滤分离技术广泛应用于食品、生物医药、废水处理以及超纯水的制备等领域。其中超滤膜起到关键性作用，但作为超滤膜的高分子材料在应用中易受污染，导致膜的使用寿命降低，操作成本增加。

聚偏氟乙烯(PVDF)是一种常用的膜分离材料，它具有显著的耐溶剂性、耐化学腐蚀能力、耐高温、高机械强度等特点，是一种性能优良的膜材料。PVDF是一种疏水性的材料，PVDF膜表面疏水性会导致在膜分离过程中，容易被分离物质(如蛋白质)吸附在膜表面或者堵塞膜孔，从而造成膜污染。所以PVDF的亲水改性被广泛关注。总体上看，超滤用的PVDF多孔膜的改性主要是提高其表而亲水性，进而增加膜的抗污染性能。

聚乙烯醇(PVA)是一种具有高亲水性、优良的机械强度和化学稳定性的聚合物材料，很多文献都报道，经过PVA改性的膜表面亲水性显著提高，膜抗污染性能同样增加。因此，如何采用PVA对PVDF进行改性从而制得具有优异亲水性可抗污性的超滤膜具有非常重要的研究意义。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种亲水改性CPVA-PVDF超滤膜及其制备方法，制得的膜具有优异的亲水性和抗污染能力。

为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种亲水改性CPVA-PVDF超滤膜，包括以下百分含量组分制成：聚偏氟乙烯10-25％、聚乙烯基吡咯烷酮K301-5％、聚乙烯醇水溶液0-5％、交联剂0-1％、混合溶剂余量。

优选的，混合溶剂为质量比3:2的磷酸三乙酯、N，N-二甲基乙酰胺组合物。

优选的，交联剂为戊二醛、盐酸和丙酮的混合溶液。

优选的，盐酸质量占交联剂总质量的1％。

优选的，亲水改性CPVA-PVDF超滤膜制备步骤如下：

1)将适量聚乙烯醇溶于去离子水中，配制浓度为0.1-5％的聚乙烯醇水溶液，加热搅拌至透明均一，晾至室温待用；

2)将聚乙烯基吡咯烷酮K30在机械搅拌的条件下常温溶解在混合溶剂中，使其混合均匀，得复混溶剂；

3)将聚偏氟乙烯在60-80℃水浴、机械搅拌的条件下，充分溶解于复混溶剂中，随后在室温条件下机械强力搅拌2-3h，使各组分混合均匀，密封，放置在烘箱中熟化一天，形成PVDF铸膜液；

4)将PVDF铸膜液在室温下静置脱泡24h，然后在一定相对湿度的室温环境中，用玻璃棒将PVDF铸膜液刮在玻璃板上，暴露在空气中30s后，将带有PVDF铸膜液的玻璃板浸入步骤1)配制的聚乙烯醇水溶液中凝胶固化成膜，得未交联复合膜；

5)将未交联复合膜完全浸入交联剂溶液中，在室温下进行表面交联反应8h，取出晾干，即得亲水改性CPVA-PVDF超滤膜。

优选的，步骤1)中一定浓度具体为0.1-5wt％。

优选的，步骤1)中加热搅拌具体为90℃搅拌10h。