[发明专利]化学接枝改性聚偏氟乙烯分离膜的制备方法

摘要

本发明提供一种化学接枝改性聚偏氟乙烯分离膜的制备方法，首先将聚偏氟乙烯进行碱化处理，然后利用碱化聚偏氟乙烯中的双键与4‑氯甲基苯乙烯进行聚合反应，使聚偏氟乙烯分子链中接入活性氯官能团，之后通过其与二乙烯三胺和二乙烯三胺五乙酸反应产物间的化学键合作用，使聚偏氟乙烯分子链中接枝入多氨基多羧基官能团，最后应用相转移技术制备载带多氨基多羧基官能团的改性聚偏氟乙烯分离膜。本发明制备方法简单，接枝载入的多氨基多羧基吸附官能团在分离膜中分布均匀、稳定性好、难以浸出流失；制备的改性聚偏氟乙烯分离膜孔径大、孔隙率高、亲水性好，水通量大、耐污染性强，且使用寿命长，吸附处置重金属的工程效能佳。

主权项

1.一种化学接枝改性聚偏氟乙烯分离膜的制备方法，其特征在于：其具体包括以下步骤：S1、碱化处理聚偏氟乙烯树脂：采用如下质量比的原料：聚偏氟乙烯树脂：氢氧化钠：高锰酸钾：去离子水＝5：6：2：50；S11、配制碱化液：将氢氧化钠加入到去离子水中，搅拌至完全溶解，之后加入高锰酸钾，继续搅拌直至高锰酸钾完全溶解，制得碱化液；S12、碱化聚偏氟乙烯树脂：将聚偏氟乙烯树脂加入碱化液中，水浴加热，碱化温度为70℃，碱化时间为6～24h，碱化结束后，对碱化后的聚偏氟乙烯树脂用去离子水多次清洗，直至洗涤水为中性；最后，将经碱化处理和水洗干净的聚偏氟乙烯树脂置于60℃恒温干燥箱中烘干12h，制得碱化聚偏氟乙烯树脂；S2、制备载带多氨基和羧基官能团的改性聚偏氟乙烯分离膜：采用如下质量比的原料：碱化聚偏氟乙烯树脂：4‑氯甲基苯乙烯：过氧化苯甲酰：二乙烯三胺：二乙烯三胺五乙酸：二甲基亚砜：聚乙烯吡咯烷酮＝4.5：1～3：0.2：4～8：2～4：22～27.5：0.4；S21、碱化聚偏氟乙烯树脂和第一份二甲基亚砜在密封环境中边搅拌边加热，控制溶液温度为100℃，搅拌速度为300r/min；待碱化聚偏氟乙烯树脂完全溶解后将溶液温度降至80℃；然后向溶液中加入4‑氯甲基苯乙烯，继续搅拌使溶液中各组分混合均匀；之后将搅拌速度调整为400r/min，再向溶液加入过氧化苯甲酰，继续搅拌2h；此过程中在过氧化苯甲酰作用下，碱化聚偏氟乙烯分子链中的碳碳双键与4‑氯甲基苯乙烯分子中的碳碳双键发生接枝聚合反应，继而得到接枝有活性氯基团的聚偏氟乙烯溶液；S22、二乙烯三胺五乙酸和第二份二甲基亚砜在密封环境中边搅拌边加热，控制溶液温度为70℃，搅拌速度为450r/min，待二乙烯三胺五乙酸完全溶解后，加入二乙烯三胺，保持温度和转速不变，继续搅拌2～3h，使之充分反应，此温度条件下，二乙烯三胺五乙酸分子中的一个羧基基团与二乙烯三胺分子中间的氨基基团发生共价键合反应生成酰胺键，得到含有多氨基多羧基螯合官能团的有机溶液；S23、将上述得到的含有多氨基多羧基螯合官能团的有机溶液加入至接枝有活性氯基团的聚偏氟乙烯溶液中，控制混合溶液温度为80℃，搅拌速度为400r/min，继续搅拌1～3h，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌1h，之后停止搅拌，将其置于80℃的水浴锅中，静置脱泡8h，得到载带多氨基和羧基官能团的改性聚偏氟乙烯膜铸液；S24、将上述改性聚偏氟乙烯铸液倒在光洁干燥的板材上，并刮制成预设厚度的液态薄膜，将带有液态薄膜的板材呈水平态浸没于冷凝浴中进行凝胶化成膜，温度为40℃，待薄膜从板材上自动剥离后，用去离子水对薄膜进行清洗，得到载带多氨基和羧基官能团的改性聚偏氟乙烯分离膜。