一種聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑控制方法
2023-10-06 13:51:34 2
專利名稱：一種聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑控制方法
技術領域：
本發明涉及一種聚四氟乙烯中空纖維膜的控制方法，尤其是涉及一種聚四氟乙烯 中空纖維膜的孔徑控制方法。
背景技術：
聚四氟乙烯中空纖維膜可以廣泛應用在微濾、超濾、膜蒸餾、滲透蒸發、膜接觸器 和膜反應器等膜分離過程中，在特種過濾、酸性氣體吸收、膜生物反應器和人造血管等領域 具有十分廣泛的潛在應用價值。聚四氟乙烯中空纖維膜作為一種自支撐多孔膜，具有強度 高(單根膜絲強度80N以上)、裝填密度大(8000-15000m2/m3)、可以反衝洗、耐酸鹼、耐氧 化、耐微生物侵蝕、血液相容性好等優點，在微濾和部分超濾場合，和其他材質的中空纖維 膜相比，具有明顯的優勢。聚四氟乙烯中空纖維膜採用分散聚合超高分子量聚四氟乙烯樹脂作為原料，通過 糊料擠出和拉伸成孔等工藝過程進行製備。對於聚四氟乙烯中空纖維膜，和其他中空纖維 膜一樣，膜孔徑和膜結構的控制是製備分離、吸收、過濾性能優良的中空纖維膜的關鍵。不 同的過濾分離場合需要不同孔徑的中空纖維膜，根據被分離的粒徑大小選擇中空纖維膜的 孔徑。非對稱膜和對稱膜結構相比，具有通量大、抗汙染、易清洗等優點，因此中空纖維膜多 採用非對稱結構。外壓操作方式一般採用外層較為緻密的非對稱結構，內壓操作方式多採 用內層較為緻密的非對稱結構。如專利US5935667公開了一種採用不同原料或不同潤滑油 含量的糊料擠出方法，通過該方法可以製備內外層結構不同的聚四氟乙烯中空纖維膜。專 利US2004/0118772A1則採用外層纏繞微孔膜的方式實現內外層結構不同的聚四氟乙烯中 空纖維膜。專利US4208745採用內外層不同溫度拉伸實現不同微孔結構的聚四氟乙烯中空 纖維膜。
發明內容
本發明的目的是提供一種聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑控制方法，通過該方法可 以有效控制聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑，尤其是形成非對稱微孔結構的聚四氟乙烯中空 纖維膜，本發明採用的技術方案的步驟如下(1)採用水分散型含氟分散濃縮液製備塗覆浸漬液；(2)將聚四氟乙烯中空纖維膜浸漬到上述塗覆浸漬液中；(3)烘乾浸漬後的聚四氟乙烯中空纖維膜。所述的水分散型含氟分散濃縮液為水分散型聚四氟乙烯分散濃縮液、水分散型聚 全氟乙丙烯濃縮分散液或水分散型聚全氟烷氧基醚濃縮分散液。所述的塗覆浸漬液中聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯或聚全氟烷氧基醚的質量百分含 量為5-40% ；溶劑佔聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯或聚全氟烷氧基醚塗覆浸漬液中的質量百 分含量為5% -20%。
所述的溶劑為乙醇、異丙醇、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸或乙酸乙酯。所述的聚四氟乙烯中空纖維膜浸漬方式為外層浸漬或內層浸漬，浸漬時間5-60S。所述的烘乾溫度為260_380°C，烘乾時間為5_60s。水分散型聚四氟乙烯(PTFE)分散濃縮液可以採用杜邦Teflon TE 3875或 TE3864、大金Polyflon D210或D610、晨光SFN聚四氟乙烯濃縮分散液、上海三愛富FR301B 或FR302等商業牌號的聚四氟乙烯濃縮分散液；水分散型聚全氟乙丙烯(FEP)濃縮分散液 可以採用杜邦Teflon FEP TE9568或FEP121-A、浙江巨化股份有限公司氟聚廠FJC-R0610 或FJC-R0620、上海三愛富FR463、大金Neoflon ND-IlO等商業牌號的水分散型聚全氟乙丙 烯(FEP)濃縮分散液；水分散型聚全氟烷氧基醚(PFA)濃縮分散液可以採用杜邦Teflon TE-7224、Solvay Solexis Hyflon D5220X、3M Dyneon PFA 6910G Ζ、上海三愛富 FR503
等商業牌號的水分散型聚全氟烷氧基醚(PFA)濃縮分散液。本發明具有的有益效果是(1)可以有效降低聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑，將聚四氟乙烯中空纖維膜孔徑 控制在0. 03-6. 5 μ m之間。(2)可以製備非對稱結構的聚四氟乙烯中空纖維膜，降低聚四氟乙烯的膜汙染，並 易於清洗。(3)操作簡單方便，可以大規模生產應用。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明。實施例1 將固含量為60%的聚四氟乙烯(PTFE)分散濃縮液用水和乙酸乙酯稀釋得到塗覆 浸漬液，塗覆浸漬液中聚四氟乙烯的質量百分含量為5%，水的質量百分含量為75%，乙酸 乙酯的質量百分含量為20%。將內徑為2mm，外徑為3. 5mm，孔徑為0. 15 μ m，孔隙率為68% 的聚四氟乙烯中空纖維膜採用外層浸漬方式在所製備的塗覆浸漬液中浸漬10s。浸漬後的 中空纖維膜在380°C溫度下烘乾10s。由此所得的聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑為0. 1 μ m， 孔隙率為65%，並形成了外層比內層緻密的中空纖維膜。實施例2 將固含量為50%的聚全氟乙丙烯(FEP)分散濃縮液用水和乙醇稀釋得到塗覆浸 漬液，塗覆浸漬液中聚全氟乙丙烯的質量百分含量為10%，水的質量百分含量為80%，乙 醇的質量百分含量為10%。將內徑為0. 8mm，外徑為1. 5mm，孔徑為0. 08 μ m，孔隙率為70% 的聚四氟乙烯中空纖維膜採用外層浸漬方式在所製備的塗層液中浸漬15s。浸漬後的中空 纖維膜在260°C溫度下烘乾60s。由此所得的聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑為0. 03 μ m,孔 隙率為67%，並形成了外層比內層緻密的中空纖維膜。實施例3 將固含量為50%的聚全氟烷氧基醚(PFA)濃縮分散液用水和二甲基甲醯胺稀釋 得到塗覆浸漬液，塗覆浸漬液中PFA的質量百分含量為25%，水的質量百分含量為70%，乙 醇的質量百分含量為5%。將內徑為1. 5mm，外徑為3. 3mm，孔徑為0. 5 μ m，孔隙率為75%的 聚四氟乙烯中空纖維膜採用外層浸漬方式在所製備的塗層液中浸漬20s。浸漬後的中空纖
4維膜在310°C溫度下烘乾30s。由此所得的聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑為0. 2 μ m，孔隙率 為69%，並形成了外層比內層緻密的中空纖維膜。實施例4 將固含量為50%的聚全氟乙丙烯(FEP)分散濃縮液用水和異丙醇稀釋得到塗覆 浸漬液，塗覆浸漬液中聚全氟乙丙烯的質量百分含量為35%，水的質量百分含量為55%， 異丙醇的質量百分含量為10 %。將內徑為0. 8mm,外徑為1. 5mm,孔徑為8 μ m，孔隙率為75 % 的聚四氟乙烯中空纖維膜採用內層浸漬方式在所製備的塗層液中浸漬60s。浸漬後的中空 纖維膜在275°C溫度下烘乾15s。由此所得的聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑為6.5 μ m，孔隙 率為70 %，並形成了內層比外層緻密的中空纖維膜。實施例5 將固含量為60%的聚四氟乙烯(PTFE)分散濃縮液用水和二甲基亞碸稀釋得到塗 覆浸漬液，塗覆浸漬液中聚四氟乙烯的質量百分含量為40%，水的質量百分含量為45%， 二甲基亞碸的質量百分含量為15%。將內徑為2mm，外徑為3. 5mm，孔徑為0. 65 μ m，孔隙率 為85%的聚四氟乙烯中空纖維膜採用內層浸漬方式在所製備的塗覆浸漬液中浸漬10s。浸 漬後的中空纖維膜在380°C溫度下烘乾60s。由此所得的聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑為 0. 4 μ m，孔隙率為80%，並形成了內層比外層緻密的中空纖維膜。上述具體實施方式
用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的 精神和權利要求的保護範圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落入本發明的保護範圍。
權利要求
一種聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑控制方法，其特徵在於該方法的步驟如下(1)採用水分散型含氟分散濃縮液製備塗覆浸漬液；(2)將聚四氟乙烯中空纖維膜浸漬到上述塗覆浸漬液中；(3)烘乾浸漬後的聚四氟乙烯中空纖維膜。
2.根據權利要求1中所述的一種聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑控制方法，其特徵在 於所述的水分散型含氟分散濃縮液為水分散型聚四氟乙烯分散濃縮液、水分散型聚全氟 乙丙烯濃縮分散液或水分散型聚全氟烷氧基醚濃縮分散液。
3.根據權利要求1中所述的一種聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑控制方法，其特徵在 於所述的塗覆浸漬液中聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯或聚全氟烷氧基醚的質量百分含量為 5-40% ；溶劑佔聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯或聚全氟烷氧基醚塗覆浸漬液中的質量百分含 量為 5% -20%。
4.根據權利要求3中所述的一種聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑控制方法，其特徵在 於所述的溶劑為乙醇、異丙醇、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸或乙酸乙酯。
5.根據權利要求1中所述的一種聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑控制方法，其特徵在 於所述的聚四氟乙烯中空纖維膜浸漬方式為外層浸漬或內層浸漬，浸漬時間5-60s。
6.根據權利要求1中所述的一種聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑控制方法，其特徵在 於所述的烘乾溫度為260-380°C，烘乾時間為5-60s。
全文摘要
本發明公開了一種聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑控制方法。該方法的步驟如下(1)採用水分散型含氟分散濃縮液製備塗覆浸漬液；(2)將聚四氟乙烯中空纖維膜浸漬到上述塗覆浸漬液中；(3)烘乾浸漬後的聚四氟乙烯中空纖維膜。本發明可以有效降低聚四氟乙烯中空纖維膜的孔徑，將聚四氟乙烯中空纖維膜孔徑控制在0.03-6.5μm之間；可以製備非對稱結構的聚四氟乙烯中空纖維膜，降低聚四氟乙烯的膜汙染，並易於清洗；操作簡單方便，可以大規模生產應用。
文檔編號B01D71/36GK101961608SQ20101050478
公開日2011年2月2日 申請日期2010年10月12日 優先權日2010年10月12日
發明者張華鵬, 郭玉海, 陳建勇 申請人:浙江理工大學