[发明专利]一种固相接枝高效聚四氟乙烯表面单羧基化水处理膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种固相接枝高效聚四氟乙烯表面单羧基化水处理膜的制备方法，采用固相接枝的方法对PTFE膜表面对其进行改性，使其单羧基化；即通过将PTFE膜在钠‑萘溶液中处理，扯去PTFE膜表面的部分氟原子，露出部分炭化层和某些极性基团，对处理过的PTFE膜进行表面固相接枝，得到一种具有高亲水性的水处理膜。其在表面接枝的过程中，仅仅对表面进行单羧基化，未引入其他杂质官能团，经过单羧基化的PTFE亲水膜的接触角从刚开始的80°至消失，膜的亲水化保持时间长；保持时间长；该改性过程操作简单，反应温度低，经改性后的膜的亲水性明显提高，与未处理的PTFE膜相比，膜的截留特性保持不变，纯水通量增加了3~5倍。

技术领域

本发明涉及一种改性水处理膜，具体涉及一种固相接枝高效聚四氟乙烯表面单羧基化水处理膜的制备方法。

背景技术

我国的水源污染长久以来一直得不到有效的解决，97％的大中城市地下水受到严重污染，地下水污染一般是以酚、氰、砷、硝酸盐为主，铬、硫、汞次之。我国80％的水域、45％的地下水受到污染，90％以上的城市水源污染严重。在33个百万人口以上的特大城市中，有30个受到缺水困扰，农业方面平均每年因旱减产粮食280亿公斤左右。除了水资源本身有限的原因，利用率低也在加剧供需矛盾。目前，工业用水的重复利用率是0.62，发达国家如欧美等一些国家一般是70％～80％，我国的农业灌溉用水有效利用系数是0.45，发达国家一般可以达到0.6。

水处理膜是一种具有选择性分离功能的多孔材料，是利用水处理膜的选择性分离实现污水的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程，称为膜分离。目前市场上常见的水处理膜有以下几种：微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。

聚四氟乙烯是一种重要的高性能材料，化学稳定性优异，具有很强的抗强酸强碱的能力并且几乎不溶于所有的有机溶剂，是一种非常好的水处理膜材料。但是PTFE本身的表面润湿性能比较差，限制了其在水处理膜方面的应用。目前，由于其PTFE自身的特点，关于其改性的方法主要包括：(1)物理吸附法；(2)化学处理法；(3)高温熔融法；(4)辐射接枝法；(5)低温等离子法以及激光处理等。

固相接枝是一种聚合物在熔点之下与引发剂、单体等直接接触进行表面本体反应的方法，具有反应温度低、工艺简单等优点。目前国内外还没有关于PTFE固相接枝的报道。韩阳等人公开了《一种聚四氟乙烯动态低温等离子体表面改性长效亲水膜》，所制备得到的亲水膜是三层结构，采用等离子体法对其进行改性，水接触角能够在3～6个月内维持在40°左右。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可有效增加纯水通量的改性聚四氟乙烯水处理膜。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种固相接枝高效聚四氟乙烯表面单羧基化水处理膜的制备方法，采用固相接枝的方法对PTFE膜表面进行单羧基化的改性，制得改性水处理膜。

上述固相接枝，包括以下步骤：

S1、将PTFE膜浸入钠-萘溶液中进行表面处理；扯去PTFE膜表面的部分氟原子，露出部分炭化层和某极性基团；

所述萘钠是一种标准溶液，其中萘128g，四氢呋喃1000ml，金属钠23g；处理时间5～10min。

S2、将引发剂与接枝单体溶解于溶剂中，于一定温度下喷涂在经过处理的PTFE膜表面，制得表面单羧基化的PTFE膜。

按照重量份数，上述PTFE膜100份、接枝单体5～10份、引发剂0.1～0.3份。

上述溶剂为有机溶剂，包括丙酮、甲苯、二甲苯等，浓度在1～3mol/L。对引发单体以及引发剂具有很好的溶解性。

上述PTFE膜包括FR904膜。