聚四氟乙烯亲水性微滤膜的制备方法.pdf

一种聚四氟乙烯亲水性微滤膜的制备方法，它是将95％～100％(质量百分比)聚四氟乙烯树脂和0％～5％(质量百分比)的聚乙烯醇共混后经双向拉伸成膜，在270℃～500℃温度下定型0.1秒～30秒，再用活化剂活化，所制备的膜，其平均孔经在0.2μm～10μm，具有良好的亲水性和透水性能。适于化工、医药、食品、水净化、轻纺、冶金、矿山、环保等领域的液体过滤。

1、  一种聚四氟乙烯亲水性微滤膜的制备方法，其特征是将质量百分比为95％～100％聚四氟乙烯树脂和质量百分比为0％～5％聚乙烯醇共混后经双向拉伸成膜，在270℃～500℃温度下定型0.1秒～30秒，再用活化剂活化，所制备的膜，其平均孔经在0.2μm～10μm，具有良好的亲水性和透水性能。

2、  按权利要求1所述的聚四氟乙烯亲水性微滤膜的制备方法，其特征在于，定型后即可直接用质量百分比1％～5％的活化剂活化；也可以先与其他增强用多孔材料复合后再进行活化。

聚四氟乙烯亲水性微滤膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚四氟乙烯亲水性微滤膜的制备方法，具体地说，本发明涉及用于化工、医药、食品、水净化、轻纺、冶金、矿山、环保等领域液体过滤的新的聚四氟乙烯亲水性微滤膜的制备方法。
背景技术
聚四氟乙烯(以下简称PTFE)俗称塑料王，具有耐高、低温；耐强酸、碱；抗氧化等优良的理化性能。用PTFE拉伸法制成的微滤膜，热稳定性、化学稳定性非常好，在电子、食品、医疗、生物制品等行业很有优势，但直接用拉伸法制成的PTFE微滤膜具有强疏水性，所以其应用受到了很大的限制，首先，为使水通过膜孔，要有高的驱动力(比如孔径为0.2μm的PTFE膜，在0.01MPa压差作用下仍不能让水通过膜孔)；其次是膜容易受到蛋白质的吸附污染而致膜通量下降较快。所以目前开发生产的PTFE微滤膜主要用于空气净化及防水透气面料的生产。如公开号为CN1102748A的专利“聚四氟乙烯多孔膜及其制造方法”介绍的将聚四氟乙烯未烧成体在特定温度下拉伸，制成的聚四氟乙烯多孔膜，主要适用于捕集在半导体工业等的清洁室中使用的空气等气体中的悬浮微粒。又如申请号941120570的“用聚四氟乙烯制备多孔膜”和申请号951133470的“聚四氟乙烯多孔膜的制造方法”两项发明专利介绍的将聚四氟乙烯树脂经过扩张成膜，在特定温度和时间下定型所制的膜，主要应用于加工防水透气的复合织物。
发明内容
本发明的目的是公开一种聚四氟乙烯亲水性微滤膜的制备方法，使PTFE微滤膜具有良好的亲水性，从而降低膜污染、延长膜寿命和提高膜通量，使其更适于化工、医药、食品、水净化、轻纺、冶金、矿山、环保等领域的应用。
本发明的方法采用如下技术方案实现：
本发明公开的聚四氟乙烯亲水性微滤膜制备方法，是将95％～100％(质量百分比)聚四氟乙烯树脂和0％～5％(质量百分比)的聚乙烯醇共混后经双向拉伸成膜，在270℃～500℃温度下定型0.1秒～30秒，再用活化剂活化，所制备的膜，其平均孔经在0.2μm～10μm，具有良好的亲水性和透水性能。
本发明制备的PTFE亲水性微滤膜具有以下特点：
1、膜表面过滤，无初滤期、过滤精度高、一次净化
PTFE亲水性微滤膜与相关基材复合(支撑体)，制成亲水复合滤料，利用微滤膜进行表面过滤，使液体中的悬浮物被全部收集在微滤膜表面，截留滤液体中颗粒粒径大于膜孔径的细微颗粒，如：悬浮物、细菌类、胶体等。
2、过滤阻力小，耗能低
普通滤料在过滤时，由于滤料纤维之间的空隙达不到微滤孔结构，较细的颗粒滞留在空隙之间，并不因循环而除去。随着颗粒滞留在滤料内部骤积增多，空隙率逐渐减少，阻力不断增加，直到滤料空隙全部堵塞，而PTFE亲水性微滤膜质密而又多微孔，孔径小，细小的颗粒不会进入膜孔内，过滤工作压力低、阻力小，具有高流通量、耗能低，几乎实现零排放，同时对颗粒超细的产品亦可收回，大大降低产品的消耗、提高产量、降低成本。
3、具有极好的化学稳定性，反冲压力低、时间短，使用寿命长
PTFE亲水性微滤膜具有耐高、低温，耐强酸、碱，不老化，可在大多环境中使用。由于滤膜质密光滑，摩擦系数低，非粘着性及微孔结构，清污性能好，始终保持低阻力，高流通量，不堵塞，反冲洗容易、操作压力低等优点(反冲洗数以秒计)使过滤达到连续、可靠运行、同时滤膜具有极高的强度，使寿命大大高于常规滤料。
具体实施方式
本发明的具体实施方式是：是将95％～100％(质量百分比)聚四氟乙烯树脂和0％～5％(质量百分比)的聚乙烯醇共混后经双向拉伸成膜，在270～500℃温度下定型0.1秒～30秒，再用1％～5％(质量百分比)的活化剂活化后制备成平均孔经在0.2μm～10μm，具有良好亲水性和透水性能的聚四氟乙烯亲水性微滤膜。
下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1：
将99.5％(质量百分比，以下同)聚四氟乙烯树脂和0.5％的聚乙烯醇共混后经双向拉伸成膜，在270℃温度下定型15秒钟，再用1％的活化剂活化后制备成膜。
先制备分子量在500～600万的PTFE细粉料，在120℃干燥10小时后过筛，再与分子量相近的聚乙烯醇细粉料(干燥过筛)0.5％机械共混均匀，然后经双向拉伸成膜，成膜后在270℃温度下定型15秒钟。聚乙烯醇(PVA)具有较强亲水性，与PTFE共混可提高PTFE膜的亲水性，但需要解决两个问题，首先，要解决PTFE和PVA的相容性问题，为此在保证膜的良好亲水性的同时尽可能减少PVA用量，这对保持PTFE膜的优良性能也有利，同时采用醇解度较低的PVA(如PVA04)有利于提高相容性，避免出现相分离现象；其次，还要解决PVA所含亲水基团的充分活化问题，为此需再用1％的活化剂进行活化处理，使PVA所含亲水基团尽可能暴露在膜孔表面，提高膜的亲水性。活化处理后的PTFE膜经干燥即为成品膜。成品膜性能：膜平均孔径在0.2μm～10μm(孔径大小与膜的拉伸程度，即膜的厚度有关)，水通量在1.5ml/cm²·min(ΔP0.01MPa，25℃)以上。
实施例2：
将100％聚四氟乙烯树脂经双向拉伸成膜，在390℃温度下定型30秒钟，再用5％的活化剂活化后制备成膜。
将分子量在500～600万的PTFE细粉料，经双向拉伸成膜，成膜后在390℃温度下定型30秒钟。再用5％(质量百分比)的活化剂进行活化处理，使膜孔表面吸附亲水基团，提高膜的亲水性。活化处理后的PTFE膜经干燥即为成品膜。成品膜性能：膜平均孔径在0.2μm～10μm(孔径大小与膜的拉伸程度，即膜的厚度有关)，水通量在1.0ml/cm²·min(ΔP0.01MPa，25℃)以上。
实施例3：
将95％(质量百分比，以下同)的聚四氟乙烯树脂和5％的聚乙烯醇共混后经双向拉伸成膜，在500℃温度下定型0.1秒钟，与聚丙烯多孔支撑膜热复合，再用2％的活化剂活化后制备成复合膜。
先制备95％分子量在500～600万的PTFE细粉料，在120℃干燥10小时后过筛，再与分子量相近地聚乙烯醇细粉料(干燥过筛)5％机械共混均匀，然后经双向拉伸成膜，成膜后在500℃温度下定型0.1秒钟，与聚丙烯多孔支撑膜热复合成复合膜。再用2％的活化剂进行活化处理，使PVA所含亲水基团尽可能暴露在膜孔表面，提高膜的亲水性。活化处理后的PTFE膜经干燥即为成品复合膜。成品膜性能：膜平均孔径在0.2μm～10μm(孔径大小与膜的拉伸程度，即膜的厚度有关)，水通量在0.5ml/cm²·min(ΔP0.01MPa，25℃)以上。