[发明专利]一种强化PVDF中空纤维膜疏水性能的方法

说明书

本发明公开了一种强化PVDF中空纤维膜疏水性能的方法，包括如下步骤：1)用铸膜剂溶解纳米石墨掺杂的PVDF/PVC复合材料制备改性溶液；2)将PVDF中空纤维膜在聚乙二醇中进行表面预处理；3)将步骤2)所得PVDF中空纤维膜取出放入步骤1)所得的改性溶液中浸涂，然后依次经凝固、洗涤、晾干、烘干后，得表面改性的PVDF中空纤维膜。上述方法，PVDF中空纤维膜先进行表面预处理，既可以保证纳米石墨掺杂的PVDF/PVC在膜表面均匀涂覆，又可以防止溶剂DMF对膜表面的溶解作用，用聚乙二醇溶解纳米石墨掺杂的PVDF/PVC制备改性溶液，PVC与PVDF复合，再加上纳米石墨的掺杂，使得产品的疏水性能显著提升，改性后的PVDF中空纤维膜表面水接触角由原来的113°提高到153°。

技术领域

本发明涉及一种强化PVDF中空纤维膜疏水性能的方法，属于膜材料表面改性技术领域。

背景技术

在膜蒸馏过程中通常采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜。PVDF中空纤维膜制造工艺简单易控，膜本身具有良好的热、化学稳定性和较低的表面导热系数，并具有良好的渗透性能和高的截留率。但PVDF中空纤维膜表面水接触角为113°±1.7°，疏水性能不够高，在膜蒸馏工艺中易在表面造成润湿或结晶污染现象，导致分离效果和膜通量下降。为了减少膜润湿和膜污染，有必要对膜表面进行改性提高疏水性能。

现有技术，也有一些关于中空纤维膜疏水改性的报道，如公开号为CN106474941A的申请，公开了一种聚偏氟乙烯中空纤维膜表面疏水改性的方法，包括1)将全氟烷基丙烯酸酯聚合物作为溶质，醋酸丁酯作为溶剂，配制成改性溶液；2)将改性溶液放置于改性器具中进行水浴加热，改性溶液达到预定温度后，将待疏水改性的聚偏氟乙烯中空纤维膜浸没在改性溶液中，反应一定时间后取出；3)用酒精和去离子水清洗聚偏氟乙烯中空纤维膜膜丝表面的残留液体；将膜丝放入烘箱中干燥即可得到疏水改性后的聚偏氟乙烯中空纤维膜。公开号为CN105854636A的申请，公开了一种高疏水性聚偏氟乙烯中空纤维膜制备的方法，包括聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液的配制、聚偏氟乙烯中空纤维膜纺丝过程、固化成膜过程和聚偏氟乙烯膜的疏水改性制得成品，所述的PVDF疏水膜兼顾了PVDF及良好的抗润湿性的优良性能，有较好的气通量，较现有疏水性膜材料气通量、传质系数等有了极大提高，且制备工艺简单，成本低、易实现规模化生产。公开号为CN107899435A的申请，公开了一种聚偏氟乙烯疏水中空纤维膜的制备方法，按质量百分比分别称取以下原料：25％～45％的聚偏氟乙烯，20％～60％的纳米粒子，15％～35％的稀释剂，上述原料之和为100％；将称量好的纳米粒子和稀释剂混合均匀后，加入称量好的聚偏氟乙烯，再次混合均匀，得到铸膜粉末；将所得铸膜粉末用挤出机熔融并经喷丝头挤出，得到纤维膜丝，将所得纤维膜丝经凝胶浴冷却，得到中空纤维膜粗体，喷丝头干纺程为2～30cm；去除所得中空纤维膜粗体中的纳米粒子和稀释剂，制得聚偏氟乙烯疏水中空纤维膜。

上述报道，虽然对中空纤维膜的疏水性均有不同程度的提高，但均未涉及在PVDF中空纤维膜表面涂覆纳米石墨掺杂PVDF/PVC涂覆层进行疏水改性。且存在操作难度大、所需助剂多、可控性差等缺陷。

发明内容

本发明提供一种强化PVDF中空纤维膜疏水性能的方法，在PVDF中空纤维膜表面涂覆纳米石墨掺杂PVDF/PVC涂覆层进行疏水改性，改性后的PVDF中空纤维膜表面水接触角由原来的113°提高到153°，操作简单易控，所需助剂少，成本低，进步非常显著。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种强化PVDF中空纤维膜疏水性能的方法，包括如下步骤：

1)用铸膜剂溶解纳米石墨掺杂的PVDF/PVC复合材料制备改性溶液；

2)将PVDF中空纤维膜在聚乙二醇中进行表面预处理；

3)将步骤2)所得PVDF中空纤维膜取出放入步骤1)所得的改性溶液中浸涂，然后依次经凝固、洗涤、晾干、烘干后，得表面改性的PVDF中空纤维膜。