一種親水性聚四氟乙烯複合微孔膜的製備方法
2023-05-26 14:10:06
一種親水性聚四氟乙烯複合微孔膜的製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種親水性聚四氟乙烯複合微孔膜的製備方法，包括如下步驟：1）在PTFE原料配方中，加入無機納米粒子，混合均勻，拉伸得到PTFE複合微孔膜；2）將多羥基化合物和偶聯劑加入到水中配置成改性水溶液，將步驟1)得到的PTFE複合微孔膜浸潤至透明後浸漬到改性水溶液中，取出乾燥；3）將乾燥後的PTFE複合微孔膜浸漬到戊二醛溶液中，取出後水洗乾燥，得到親水性聚四氟乙烯複合微孔膜。本發明具有的優點是：聚四氟乙烯複合微孔膜經利用本發明的改性方法處理後，顯著地改善了聚四氟乙烯微孔膜的親水性能，保證親水性的同時，顯著地改善了親水性能的持久穩定，且製備工藝簡單易行、成本低，適於工業化生產。
【專利說明】-種親水性聚四氟乙烯複合微孔膜的製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於PTFE水處理膜的應用領域，具體涉及親水性聚四氟乙烯複合微孔膜 的製備方法，更具體地涉及一種聚四氟乙烯/無機納米粒子複合微孔膜的製備及其表面化 學鍵連接交聯親水層的物理-化學改性方法。
【背景技術】
[0002] 聚四氟乙烯（PTFE)是一種綜合性能非常優異的特種工程塑料，具有"塑料王"的 美譽。以PTFE粉末為原料，經拉伸製得的PTFE膜具有微原纖和節點相連的多微孔結構，具 有這種特殊微孔結構的薄膜被廣泛應用於過濾、服裝、生物、醫學等眾多領域。但由於PTFE 表面張力低，表面潤溼性差，影響了其在眾多領域更為廣泛的應用。
[0003] 強疏水性是PTFE在液體過濾應用中的技術瓶頸，同時由於氟原子極化率低和原 子排列緊密的結構特徵，使之親水改性困難。國內外研究人員利用包括鈉-萘化學處理、等 離子體處理等在內的化學和物理方法對PTFE微孔膜進行親水改性，取得了一定效果。但化 學方法容易導致材料本身結構的改變；物理方法改性後薄膜表面的親水穩定性較差，接觸 角易隨時間的延長而回升。
[0004]
【發明內容】
本發明能夠有效的解決聚四氟乙烯微孔膜因強疏水性而限制了其在汙水處理、醫療、 衛生等領域應用的問題；在於提供一種親水性聚四氟乙烯複合微孔膜的製備方法，其顯著 地改善了聚四氟乙烯微孔膜的親水性能，並使得親水改性效果長久穩定。
[0005] 本發明提出了一種新的物理-化學改性思路，偶聯劑的使用，形成化學鍵將交聯 親水層與大量嵌入PTFE微孔膜節點內的無機納米粒子實現牢固連接，改善PTFE微孔膜親 水性的同時保證了親水性能的持久穩定。
[0006] 本發明的具體技術方案如下： 一種親水性聚四氟乙烯複合微孔膜的製備方法，包括如下步驟： 1) 在PTFE原料配方中，加入佔原料配方總質量1?10%的無機納米粒子，混合均勻，拉 伸得到PTFE複合微孔膜； 2) 將多羥基化合物和偶聯劑加入到水中配置成改性水溶液，將步驟1)得到的PTFE復 合微孔膜浸潤至透明後浸漬到改性水溶液中，取出乾燥； 3) 將乾燥後的PTFE複合微孔膜浸漬到戊二醛溶液中，取出後水洗乾燥，得到親水性聚 四氟乙烯複合微孔膜。
[0007] 所述PTFE原料配方按照質量分數計包括如下物質： 聚四氟乙烯粉料 50?80% 溶劑油 20?40%。
[0008] 改性水溶液中多羥基化合物的質量濃度和偶聯劑的質量濃度過高的話會增加親 水交聯層的厚度，造成孔洞堵塞，降低了膜的水通量，而濃度過低會影響親水改性效果；優 選的所述改性水溶液中多羥基化合物的質量濃度為〇. 1?15%，偶聯劑的質量濃度為0. 1? 2%。
[0009] 所述多羥基化合物選自二乙醇胺、聚乙烯醇、水溶性澱粉中的一種，所述偶聯劑為 矽烷偶聯劑；本發明所述多羥基化合物選擇上述物質是因為這些物質均為親水改性劑，並 能夠與戊二醛發生交聯反應，反應的路線如下： A二乙醇胺
【權利要求】
1. 一種親水性聚四氟乙烯複合微孔膜的製備方法，其特徵在於包括如下步驟： 1) 在PTFE原料配方中，加入佔原料配方總質量1?10%的無機納米粒子，混合均勻，拉 伸得到PTFE複合微孔膜； 2) 將多羥基化合物和偶聯劑加入到水中配置成改性水溶液，將步驟1)得到的PTFE復 合微孔膜浸潤至透明後浸漬到改性水溶液中，取出乾燥； 3) 將乾燥後的PTFE複合微孔膜浸漬到戊二醛溶液中，取出後水洗乾燥，得到親水性聚 四氟乙烯複合微孔膜。
2. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述PTFE原料配方按照質量分數計包 括如下物質： 聚四氟乙烯粉料 50?80% 溶劑油 20?40%。
3. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述改性水溶液中多羥基化合物的質 量濃度為〇. 1?15%，偶聯劑的質量濃度為0. 1?2%。
4. 根據權利要求3所述的製備方法，其特徵在於所述多羥基化合物選自二乙醇胺、聚 乙烯醇、水溶性澱粉中的一種，所述偶聯劑為矽烷偶聯劑。
5. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述戊二醛溶液的質量濃度為0. 1? 5%〇
6. 根據權利要求4所述的製備方法，其特徵在於所述戊二醛溶液採用混合溶液調節pH 值至1?6,所述混合溶液由乙酸、甲醇、硫酸和水按質量比為1:1:1:30配置而成。
7. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於步驟2)中採用乙醇將PTFE複合微孔 膜浸潤至透明。
8. 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述無機納米粒子選自納米二氧化 矽、納米二氧化鈦、納米三氧化二鋁、納米氧化鋅、納米二氧化鋯中的一種。
9. 根據權利要求1至8任一項所述的製備方法，其特徵在於步驟2)中，將PTFE複合微 孔膜浸潤至透明後，於室溫下在改性水溶液中浸漬5?90min後取出乾燥。
10. 根據權利要求1至8任一項所述的製備方法，其特徵在於步驟3)中將乾燥後的 PTFE複合微孔膜浸漬到戊二醛溶液中0. 05?2h。
【文檔編號】B01D69/02GK104353370SQ201410623382
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月7日 優先權日:2014年11月7日
【發明者】宋尚軍, 黎鵬, 白耀宗, 範凌雲, 費傳軍, 餘佳彬, 郭曉蓓, 周群, 徐山 申請人:中材科技股份有限公司