CN101543734B - 一种聚四氟乙烯纳米纤维膜及其制备方法 - Google Patents
一种聚四氟乙烯纳米纤维膜及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101543734B CN101543734B CN2008101590956A CN200810159095A CN101543734B CN 101543734 B CN101543734 B CN 101543734B CN 2008101590956 A CN2008101590956 A CN 2008101590956A CN 200810159095 A CN200810159095 A CN 200810159095A CN 101543734 B CN101543734 B CN 101543734B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nanofibre membrane
- temperature
- polyfluortetraethylene
- membrane
- polyfluortetraethylenanofibre
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
一种聚四氟乙烯纳米纤维膜及制备方法，该膜孔径分布集中在0.24～0.26微米范围内，且0.24～0.26微米孔径体积占各级孔径总体积的90％以上。由于本发明的拉伸过程采用低温分段拉伸，拉伸温度稳定，薄膜受热均匀，大分子链段舒展均衡，采用本发明制备方法生产的聚四氟乙烯纳米纤维膜，孔径分布集中，均匀度高，从而产生耐水压高、耐水时间长、薄膜纤维化程度高效果，细菌阻隔效率达到99.99％以上。可以应用于医疗卫生防护，卫生物培养，半导体器件、集成电路、医药等超净室进气过滤等领域。
Description
技术领域
本发明涉及聚四氟乙烯薄膜，具体地说是一种聚四氟乙烯纳米纤维膜及其该产品的制备方法。
背景技术
聚四氟乙烯微孔薄膜因其具有良好的防水透湿、阻隔细菌、过滤等功能，可广泛用于医疗生化防护，高压蒸汽过滤、电子、生物、环保和超净除尘等领域。另外军警服，登山滑雪，航天等户外服装鞋帽用品，也是充分利用聚四氟乙烯微孔薄膜的防水透湿功能的产物。而微粒子的去除效率与过滤纤维直径的负三分之二次方成正比，因此纤维直径越小，过滤效率就越高，防水透湿功能也越强。孔径分布是指材料中存在的各级孔径按体积计算的百分率，是过滤材料的空隙特征，它对过滤器的过滤精度和截留效率起着决定性作用。现有技术中，聚四氟乙烯微孔薄膜的开孔率大都在80％左右，采用双向拉伸制备的聚四氟乙烯薄膜，虽然部分实现了微纤维化，但是受聚四氟乙烯微孔薄膜的纳米纤维化程度低，结点面积大，孔径分布发散性大，持续耐水压时间短的影响，普遍存在过滤精度低，截留效率低，耐水压低，透湿阻抗大，耐洗涤次数少等问题。使得该产品不能应用于蒸汽过滤，耐高水压手术隔离床垫，油水分离，高端气体过滤等领域。为了提高上述性能指标，人们往往采取增加涂层的办法，由于涂层之后透湿阻抗更大，而且不透气，严重限制了应用范围。授权公告号是CN1326935C的中国专利“一种空气除菌聚四氟乙烯薄膜材料的制备方法”披露了一种 空气中微生物阻挡性能大于99％，微孔孔径为0.12微米～0.20微米的聚四氟乙烯薄膜材料；公开号是CN1151350A的中国专利申请，公开了“聚四氟乙烯微孔膜的制备方法”，其节结85％以上被拉开。虽然提高了部分性能指标，但是上述专利均未涉及薄膜材料的纳米纤维化程度和材料孔径分布集中度的关键参数指标，不能从根本上解决该类产品的缺陷。
发明内容
本发明就是为了克服上述技术中的缺点，提出一种结点面积小，孔径分布均匀，纤维化程度高的聚四氟乙烯纳米纤维膜。
本发明的另一个目的是提出制备该纳米纤维膜的制备方法。
本发明目的是由以下技术方案实现的：一种聚四氟乙烯纳米纤维膜，其特征在于孔径分布集中在0.24～0.26微米范围内，且0.24～0.26微米孔径体积占各级孔径总体积的90％以上。
本发明避免了因孔径发散而造成的过滤精度和截留效率低下的现象发生。耐水压高，透湿阻抗小，能够应用于高压蒸汽过滤，耐高水压手术隔离床垫，油水分离，高端气体过滤等领域。并且能够实现在洗涤20次以上时，耐水压超过0.1兆帕的性能指标。
该薄膜结点面积小于10％；纤维平均直径5～60纳米；耐水压大于0.2兆帕；透湿热阻抗小于3m2Pa/W；细菌阻隔效率达到99.99％以上。
本发明的另一个目的是由以下技术方案实现的：一种聚四氟乙烯纳米纤维膜制备方法，其步骤如下：
①配料：将分子量为7,000,000-9,000,000的聚四氟乙烯分散树脂与润滑剂在环境温度18-25℃，相对湿度50-80％条件下，平衡65-90小时，按1∶0.300～0.325的重量份搅拌混合；
②熟化：搅拌釜升温至35-45℃，继续搅拌1小时，降温至32-43℃静止8-16小时以上；
③制坯：制坯推压机压力为21-25kg/cm2，车速110-120mm/min；
④挤压：挤压机套筒一、二、三、四区的温度分别为45±2℃、55±2℃、60±2℃、50±2℃；
⑤压延：调整温度压力保持基带320mm宽，100-180微米厚；
⑥两步纵向拉伸：第一步纵向拉伸温度78-90℃，拉伸比为1.17-1.32倍，第二步纵向拉伸温度80-99℃，拉伸比3.5-5.8倍；
⑦热平衡：将经过拉伸的基带冷却至15-28℃，再升温至30-35℃平衡24小时；用以消除薄膜的内应力；
⑧扩幅(即横向拉伸)：速度7-9米/分，薄膜温度根据在线各分布点，扫描检测薄膜厚度，反馈后自动调整点加热功率；
⑨热定型：热定型温度325-350℃，热定型停留时间1分05秒至1分30秒。
润滑剂为液态石蜡和航空煤油的混合物。
液态石蜡和航空煤油混合物的重量份配比：液态石蜡为60-70，航空煤油为30-40。
本发明的整个拉伸过程采用低温分段拉伸，拉伸温度稳定，薄膜受热均匀，大分子链段舒展均衡，采用本发明制备方法生产的聚四氟乙烯纳米纤维膜，孔径分布集中，均匀度高，从而产生耐水压高、耐水时间长、薄膜纤维化程度高效果，细菌阻隔效率达到99.99％以上。能够满足高压蒸汽过滤，耐高水压手术隔离床垫，油水分离，高端气体过滤的要求，可以应用于医疗卫生防护，卫生物培养，半导体器件、集成电路、医药等超净室 进气过滤等领域。
附图说明
图1是采用本发明一种实施方式的聚四氟乙烯纳米纤维8号膜孔径分布图；
图2是本发明一种实施方式的扫描电子显微镜6000倍的结构图。
具体实施方式
实施例1
在本实施例中聚四氟乙烯原料为市售超高分子量聚四氟乙烯(分子量9,000,000)分散树脂，润滑剂为液态石蜡和航空煤油的混合物。按如下工艺规程进行操作。
(1)配料：将待配制的原料在环境温度18℃，相对湿度78％条件下，平衡85小时。尔后，将100份超高分子量聚四氟乙烯(分子量9,000,000)分散树脂放入带搅拌器的容器中，将30.5份混合润滑剂边搅拌边加入到分散树脂中。
(2)熟化：搅拌釜升温至42℃，继续搅拌1小时，升温至43℃静止8小时；
(3)制坯：制坯推压机压力为21kg/cm2，车速110mm/min；
(4)挤压：挤压机套筒一、二、三、四区的温度分别为45℃、55℃、59℃、51℃；
(5)压延：调整温度压力保持基带320mm宽，150微米厚；
(6)两步纵向拉伸：第一步拉伸温度83℃，拉伸比1.25倍，第二步拉伸温度95℃，拉伸比4.5倍；
(7)热平衡：将经过拉伸的基带冷却至16℃，再升温至35℃平衡24小 时；
(8)扩幅：速度8米/分，薄膜温度根据在线各分布点，通过透过率，扫描检测薄膜厚度，反馈控制系统后，自动调整各点的电流或电压，达到调节加热功率的目的，从而调整了拉伸比控制薄膜的拉伸厚度；
(9)热定型：热定型温度335℃，热定型停留时间1分12秒。
实施例2
①配料：将分子量为7,000,000的聚四氟乙烯分散树脂与润滑剂在环境温度21℃，相对湿度60％条件下，平衡72小时，按1∶0.315的重量份搅拌混合；
②熟化：搅拌釜升温至45℃，继续搅拌1小时，降温至34℃静止15小时以上；
③制坯：制坯推压机压力为23kg/cm2，车速115mm/min；
④挤压：挤压机套筒一、二、三、四区的温度分别为46℃、57℃、61℃、52℃；
⑤压延：调整温度压力保持基带320mm宽，180微米厚；
⑥两步纵向拉伸：第一步纵向拉伸温度88℃，拉伸比为1.18倍，第二步纵向拉伸温度96℃，拉伸比3.8倍；
⑦热平衡：将经过拉伸的基带冷却至21℃，再升温至30℃平衡24小时；
⑧扩幅：速度7米/分，薄膜温度根据在线各分布点，扫描检测薄膜厚度，反馈后自动调整点加热功率；
⑨热定型：热定型温度347℃，热定型停留时间1分20秒。
实施例3
①配料：将分子量为8,000,000的聚四氟乙烯分散树脂与润滑剂在环境温度19℃，相对湿度80％条件下，平衡67小时，按1∶0.3的重量份搅拌混合；
②熟化：搅拌釜升温至36℃，继续搅拌1小时，降温至38℃静止12小时以上；
③制坯：制坯推压机压力为25kg/cm2，车速120mm/min；
④挤压：挤压机套筒一、二、三、四区的温度分别为43℃、53℃、58℃、48℃；
⑤压延：调整温度压力保持基带320mm宽，100微米厚；
⑥两步拉伸：第一步纵向拉伸温度78℃，拉伸比为1.3倍，第二步纵向拉伸温度80℃，拉伸比5.6倍；
⑦热平衡：将经过拉伸的基带冷却至25℃，再升温至33℃平衡24小时；
⑧扩幅：速度9米/分，薄膜温度根据在线各分布点，扫描检测薄膜厚度，反馈后自动调整点加热功率；
⑨热定型：热定型温度325℃，热定型停留时间1分05秒。
Claims (9)
1.一种聚四氟乙烯纳米纤维膜，其特征在于孔径分布集中在0.24～0.26微米范围内，且0.24～0.26微米孔径体积占各级孔径总体积的90％以上。
2.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯纳米纤维膜，其特征在于结点面积小于10％。
3.根据权利要求1或2所述的一种聚四氟乙烯纳米纤维膜，其特征在于纤维平均直径5～60纳米。
4.根据权利要求3所述的一种聚四氟乙烯纳米纤维膜，其特征在于耐水压大于0.2兆帕。
5.根据权利要求3所述的一种聚四氟乙烯纳米纤维膜，其特征在于细菌阻隔效率达到99.99％以上。
6.根据权利要求3所述的一种聚四氟乙烯纳米纤维膜，其特征在于透湿热阻抗小于3m2Pa/W。
7.一种聚四氟乙烯纳米纤维膜制备方法，其步骤如下：
①配料：将分子量为7,000,000-9,000,000的聚四氟乙烯分散树脂与润滑剂在环境温度18-25℃，相对湿度50-80％条件下，平衡65-90小时，按1∶0.300～0.325的重量份搅拌混合；
②熟化：搅拌釜升温至35-45℃，继续搅拌1小时，调温至32-43℃静止8-16小时以上；
③制坯：制坯推压机压力为21-25kg/cm2，车速110-120mm/min；
④挤压：挤压机套筒一、二、三、四区的温度分别为45±2℃、55±2℃、60±2℃、50±2℃；
⑤压延：调整温度压力保持基带320mm宽，100-180微米厚；
⑥两步拉伸：第一步纵向拉伸温度78-90℃，拉伸比为1.17-1.32倍，第二步纵向拉伸温度80-99℃，拉伸比3.5-5.8倍；
⑦热平衡：将经过拉伸的基带冷却至15-28℃，再升温至30-35℃平衡24小时；
⑧扩幅：速度7-9米/分，薄膜温度根据在线各分布点，扫描检测薄膜厚度，反馈后自动调整点加热功率；
⑨热定型：热定型温度325-350℃，热定型停留时间1分05秒至1分30秒。
8.根据权利要求7所述的一种聚四氟乙烯纳米纤维膜制备方法，其特征在于润滑剂为液态石蜡和航空煤油的混合物。
9.根据权利要求8所述的一种聚四氟乙烯纳米纤维膜制备方法，其特征在于液态石蜡和航空煤油混合物的重量份配比：液态石蜡为60-70，航空煤油为30-40。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008101590956A CN101543734B (zh) | 2008-11-21 | 2008-11-21 | 一种聚四氟乙烯纳米纤维膜及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008101590956A CN101543734B (zh) | 2008-11-21 | 2008-11-21 | 一种聚四氟乙烯纳米纤维膜及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101543734A CN101543734A (zh) | 2009-09-30 |
| CN101543734B true CN101543734B (zh) | 2010-12-22 |
Family
ID=41191264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008101590956A Expired - Fee Related CN101543734B (zh) | 2008-11-21 | 2008-11-21 | 一种聚四氟乙烯纳米纤维膜及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101543734B (zh) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101967694B (zh) * | 2010-09-21 | 2012-04-11 | 浙江格尔泰斯环保特材科技有限公司 | 聚四氟乙烯纤维的制造方法 |
| CN102658038B (zh) * | 2012-04-10 | 2014-09-03 | 杭州洁弗膜技术有限公司 | 一种亚高效聚四氟乙烯微孔膜及膜覆合材料的制备方法 |
| TWI639462B (zh) * | 2012-04-20 | 2018-11-01 | Daikin Industries, Ltd. | 以聚四氟乙烯（ｐｔｆｅ）為主成分之組合物、混合粉末及成形用材料 |
| CN102941025A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-02-27 | 浙江理工大学 | 一种膜蒸馏用聚四氟乙烯中空纤维膜的制备方法 |
| CN103205871B (zh) * | 2013-04-27 | 2014-10-29 | 中材科技股份有限公司 | 网状膜的规整化工艺 |
| CN106669454B (zh) * | 2015-11-11 | 2021-01-26 | 重庆润泽医药有限公司 | 一种聚四氟乙烯超细纤维管式膜 |
| CN106669464A (zh) * | 2015-11-11 | 2017-05-17 | 重庆润泽医药有限公司 | 一种聚四氟乙烯超细中空纤维膜 |
| CN106669449A (zh) * | 2015-11-11 | 2017-05-17 | 重庆润泽医药有限公司 | 一种聚四氟乙烯超细纤维管式膜 |
| CN106669457B (zh) * | 2015-11-11 | 2020-11-20 | 重庆润泽医药有限公司 | 一种聚四氟乙烯超细纤维膜 |
| CN106669441A (zh) * | 2015-11-11 | 2017-05-17 | 重庆润泽医药有限公司 | 一种聚四氟乙烯纤维管式膜 |
| CN106669462B (zh) * | 2015-11-11 | 2020-11-03 | 重庆润泽医药有限公司 | 一种聚四氟乙烯纤维管式膜 |
| CN106669465B (zh) * | 2015-11-11 | 2020-10-23 | 重庆润泽医药有限公司 | 一种聚四氟乙烯中空纤维膜 |
| CN106669443B (zh) * | 2015-11-11 | 2020-10-23 | 重庆润泽医药有限公司 | 一种聚四氟乙烯纤维管式膜 |
| CN106669455B (zh) * | 2015-11-11 | 2020-12-29 | 重庆润泽医药有限公司 | 一种聚四氟乙烯超细中空纤维膜 |
| CN109795194B (zh) * | 2019-02-27 | 2020-12-08 | 圣华盾防护科技股份有限公司 | 一种耐高温防护面料及防护服 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5476589A (en) * | 1995-03-10 | 1995-12-19 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Porpous PTFE film and a manufacturing method therefor |
| CN1775847A (zh) * | 2005-12-05 | 2006-05-24 | 浙江理工大学 | 一种空气除菌用聚四氟乙烯薄膜材料的制备方法 |
-
2008
- 2008-11-21 CN CN2008101590956A patent/CN101543734B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5476589A (en) * | 1995-03-10 | 1995-12-19 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Porpous PTFE film and a manufacturing method therefor |
| CN1775847A (zh) * | 2005-12-05 | 2006-05-24 | 浙江理工大学 | 一种空气除菌用聚四氟乙烯薄膜材料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101543734A (zh) | 2009-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101543734B (zh) | 一种聚四氟乙烯纳米纤维膜及其制备方法 | |
| Yang et al. | Structure and microporous formation of cellulose/silk fibroin blend membranes: I. Effect of coagulants | |
| CN110983490B (zh) | 透明度与疏水性可调的二氧化硅气凝胶纤维、制法及应用 | |
| CN110257946A (zh) | 一种气凝胶纤维及其制备方法 | |
| EP0288021A2 (en) | Stretched microporous material | |
| CN113403707B (zh) | 聚酰亚胺气凝胶纤维及其制备方法 | |
| JPH06100720A (ja) | 超透過性ポリプロピレンのミクロポーラスフィルム及びその製造方法 | |
| CN106958050B (zh) | 一种用于夏被的填充物纤维及其制备方法 | |
| CN102493016A (zh) | 一种多孔超细旦聚酰胺6全拉伸丝、制备方法及其设备 | |
| CN101144206B (zh) | 一种多微孔聚酯纤维及制备方法 | |
| CN110712350A (zh) | 一种透湿、透气、静水压高的透气膜及其制备方法 | |
| Liu et al. | Fabrication and Properties of High‐Content Keratin/Poly (Ethylene Oxide) Blend Nanofibers Using Two‐Step Cross‐Linking Process | |
| CN109750382A (zh) | 一种含牛奶蛋白改性聚乳酸生物可降解复合纤维 | |
| CN106363926B (zh) | 一种高耐水压、高透气、高透湿服装膜的制备方法 | |
| KR20170135342A (ko) | 고분자량 폴리에틸렌 섬유의 제조 방법 및 이로부터 제조된 섬유 | |
| CN114083877A (zh) | 纳米纤维复合面料及其生产方法 | |
| CN113774542A (zh) | 一种抗菌保暖化纤面料及其制备方法 | |
| CN110861363B (zh) | 一种高强度tpu复合保暖面料及其制备方法 | |
| Wang et al. | Preparation and performance investigation of polydimethylsiloxane microsphere/polyvinyl alcohol composite hydrogel | |
| CN118238498A (zh) | 一种高弹性速干面料的制备方法 | |
| CN110656503A (zh) | 一种吸水复合丝绸面料及其加工方法 | |
| CN113062046B (zh) | 耐水洗双功能自适应调温面料及其制备方法 | |
| CN110331463A (zh) | 一种合成纤维人造假发丝的制备方法 | |
| CN115161798B (zh) | 一种透气抗静电新型气凝胶合成纤维及其制备方法 | |
| CN113368791B (zh) | 柔性可拉折梯度孔结构气凝胶薄膜、其制备方法及应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: BEIJING QIANYE BAOLIAN TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: REN ZHENGSHAN Effective date: 20100309 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 266033 303, BUILDING 1, NO.10, JINTAN 1ST ROAD, SHIBEI DISTRICT, QINGDAO CITY, SHANDONG PROVINCE TO: 102209 7-3-101, MEI, MINGLIU GARDEN, BEIQIJIA, CHANGPING DISTRICT, BEIJING CITY |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20100309 Address after: 102209, Beijing, Changping District, Beiqijia Celebrity Garden Mei 7-3-101 Applicant after: Beijing Qianye Baolian Technology Co., Ltd. Address before: North Jintan road 266033 Shandong city of Qingdao province No. 10 Building No. 1 303 Applicant before: Ren Zhengshan |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Beijing Qianye Baolian Technology Co., Ltd. Yan Hong Document name: Notification to Pay the Fees |
|
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Beijing Qianye Baolian Technology Co., Ltd. Document name: Notification of Decision on Request for Restoration of Right |
|
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Beijing Qianye Baolian Technology Co., Ltd. Document name: Notification to Pay the Fees |
|
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Beijing Qianye Baolian Technology Co., Ltd. Document name: Notification of Termination of Patent Right |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101222 Termination date: 20151121 |