CN102512988A - 聚偏氟乙烯/硅藻土/醋酸纤维素共混微滤膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚偏氟乙烯/硅藻土/醋酸纤维素共混微滤膜的制备方法。先以质量百分比量取聚偏氟乙烯∶硅藻土∶醋酸纤维素∶聚乙烯吡咯烷酮∶二甲基乙酰胺＝15％～17％∶1％～3％∶0.5％～2％∶2.5％～3％∶77％～79％，将它们混合均匀，得到铸膜液；然后将铸膜液制成平板膜中间体；接着将制成的平板膜中间体浸入15～25℃去离子水中，脱除膜中的二甲基乙酰胺，浸取24小时后取出晾干，得到聚偏氟乙烯平板微滤膜。本发明的聚偏氟乙烯平板微滤膜具有优良的亲水性和热稳定性能，机械强度高，能为MBR工艺提供性能良好的膜产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚偏氟乙烯/硅藻土/醋酸纤维素共混微滤膜的制备方法，该聚偏氟乙烯/硅藻土/醋酸纤维素共混微滤膜具有很好的亲水性和抗污染性能，机械强度高。属于膜分离技术领域。
技术背景
聚偏氟乙烯(PVDF)是一种结晶性聚合物，机械性能优良，具有良好的耐冲击性、耐磨性、耐候性和化学稳定性。因此近年来在膜分离技术中逐渐受到人们的重视，但由于PVDF膜的疏水性，应用在油水分离、蛋白类药物分离时容易产生吸附污染，膜的通量有所下降，使得其应用受到了限制。因此必须对其进行改性研究，提高PVDF膜的亲水性。申请号为201110346566.6的发明专利中，将纳米壳聚糖与PVDF共混制备微滤膜，由于纳米壳聚糖分子中含有羟基和氨基，微滤膜具有正电荷性质，亲水性好，抗污染性强。但是目前纳米壳聚糖的制备还处在实验室阶段，没有实现大量生产，且纳米壳聚糖的制备成本太高。另一方面，纳米壳聚糖易发生团聚，降低膜的性能。将硅藻土、醋酸纤维素与聚偏氟乙烯共混制备微滤膜的报道目前尚未见。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有优良的亲水性和热稳定性能，机械强度高的聚偏氟乙烯/硅藻土/醋酸纤维素共混微滤膜的制备方法。
为了达到上述目的，本发明研究发现醋酸纤维素分子中具有-COOH，能使膜具有电负性，亲水性好、抗污染性强的优点；硅藻土具有多孔、耐酸、较均匀的粒度分布及孔径分布等性质。有报道将醋酸纤维素和PVDF共混制得亲水性好的多孔膜，但是膜的强度低；也有报道将硅藻土分别与聚醚砜、聚氯乙烯共混制得机械强度高的多孔膜，但是膜的亲水性较差。
聚偏氟乙烯(PVDF)是一种结晶性聚合物，具有很好的化学稳定性、耐热性、机械稳定性；较低温度下可溶于某些强极性有机溶剂，因此本发明采用相转化法制膜。本发明采用硅藻土、醋酸纤维素与聚偏氟乙烯共混制备的聚偏氟乙烯平板微滤膜，所得到的膜孔结构为三维互穿网络结构，膜断面为非对称型，膜厚为0.5毫米(mm)，膜表面孔径为0.5～2微米(μm)，具有很好的亲水性和热稳定性能，机械强度高，。
本发明的具体技术方案如下：
包括：
第一步，制膜用的材料的预处理
以质量百分比量取聚偏氟乙烯∶硅藻土∶醋酸纤维素∶聚乙烯吡咯烷酮∶二甲基乙酰胺＝15％～17％∶1％～3％∶0.5％～2％∶2.5％～3％∶77％～79％，上述物质总量满足百分之百；偏氟乙烯、硅藻土、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、二甲基乙酰胺为市售的商品，将上述聚偏氟乙烯、硅藻土、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素四种材料分别放在真空干燥箱中，40～55℃干燥，干燥时间为12个小时；
第二步，铸膜液的制备
依次将二甲基乙酰胺、硅藻土置于锥形瓶中，搅拌均匀，再将醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯也依次加入上述锥形瓶中，搅拌均匀，于45～50℃油浴中加热1～3h至完全溶解，将溶解的溶液在室温下静置脱泡1～2天，得到铸膜液；
第三步，平板膜中间体的制备
将装有上述铸膜液的锥形瓶颈部贴近玻璃板，使铸膜液缓慢流延到玻璃板一端，使其呈一字排开，后用玻璃刮刀将排开的原料缓慢推至玻璃板另一端，得到厚度为0.5mm的平板膜中间体；
第四步，聚偏氟乙烯平板微滤膜
将制成的平板膜中间体浸入15～25℃去离子水中，脱除膜中的二甲基乙酰胺，浸取24小时后取出，在室温下晾干，即得聚偏氟乙烯平板微滤膜。
所述聚偏氟乙烯，购自上海三爱富新材料股份有限公司；
所述聚乙烯吡咯烷酮，硅藻土，醋酸纤维素，二甲基乙酰胺均购自上海国药集团化学试剂有限公司。
本发明的优点：
1.本发明采用醋酸纤维素、硅藻土与PVDF共混方法，制备得到的聚偏氟乙烯平板微滤膜膜中存在羧基，提高了膜的亲水性，接触角达到57，纯水通量为350L/m2/h。。
2.本发明采用醋酸纤维素、硅藻土与PVDF共混方法，制备得到的微滤膜表面含有羧基-COOH，使得具有一定的电负性。测得过滤浓度为1g/L的阴离子表面活性剂的通量为503L/m2/h、阳离子表面活性剂通量为212L/m2/h。
3.由于硅藻土的加入，因此本发明得到的聚偏氟乙烯/硅藻土/醋酸纤维素共混微滤膜的机械强度比现有的膜高。
4、本发明的聚偏氟乙烯/硅藻土/醋酸纤维素共混微滤膜的热稳定性得到了提高，膜的DTG峰值温度由468℃提高到了500℃。
附图说明
图1为本发明的聚偏氟乙烯/硅藻土/醋酸纤维素共混微滤膜表面的扫描电子显微镜图
图2为本发明的聚偏氟乙烯/硅藻土/醋酸纤维素共混微滤膜断面的扫描电子显微镜图
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
第一步，将市售的偏氟乙烯、硅藻土、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、二甲基乙酰胺放在真空干燥箱中50℃干燥，干燥时间为12个小时。
第二步，依次将质量百分比为77.5％的二甲基乙酰胺、1％的硅藻土置于锥形瓶中，搅拌至均匀，再将质量百分比为1.5％的醋酸纤维素、3％的聚乙烯吡咯烷酮、17％聚偏氟乙烯也依次加入上述锥形瓶中，于50℃油浴中加热2h至完全溶解，将溶解的溶液在室温下静置脱除气泡1天，得到铸膜液；
第三步，将装有上述铸膜液的锥形瓶颈部贴近玻璃板，使铸膜液缓慢流延到玻璃板一端，使其呈一字形状排开，再用玻璃刮刀将排开的原料缓慢推至玻璃板另一端，得到厚度为0.5mm的平板膜中间体；
第四步，将制成的平板膜中间体浸入去离子水中，脱除膜中的二甲基乙酰胺，水温为20℃，浸取时间为24小时。将制成的平板微滤膜在室温下晾干即得平板微滤膜。
实施例2
第一步，将市售的偏氟乙烯、硅藻土、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、二甲基乙酰胺放在真空干燥箱中50℃干燥，干燥时间为12个小时。
第二步，依次将质量百分比为78％的二甲基乙酰胺、1.5％的硅藻土置于锥形瓶中，搅拌至均匀，再将质量百分比为2％的醋酸纤维素、2％的聚乙烯吡咯烷酮、16.5％聚偏氟乙烯也依次加入上述锥形瓶中，于50℃油浴中加热2h至完全溶解，将溶解的溶液在室温下静置脱泡1天，得到铸膜液；
第三步，将装有上述铸膜液的锥形瓶颈部贴近玻璃板，使铸膜液缓慢流延到玻璃板一端，使其呈一字排开，后用玻璃刮刀将排开的原料缓慢推至玻璃板另一端，得到厚度为0.5mm的平板膜中间体；
第四步，将制成的平板膜中间体浸入去离子水中，脱除膜中的二甲基乙酰胺，水温为20℃，浸取时间为24小时。将制成的平板微滤膜在室温下晾干即得平板微滤膜。
请看图2，通过扫描电子显微镜观测，实施例1和2的膜的断面均为互穿网络结型，非对称结构，膜表面孔径为0.5～2微米(μm)。膜厚约为0.5毫米(mm)。静滴接触角实验得到，接触角为57～61°。在20℃、0.1MPa压力下，纯水通量为225～350L/m2/h，阴离子表面活性剂通量为通量为480.7～550L/m2/h，阳离子表面活性剂通量为通量为为162.5～173.8L/m2/h，抗拉强度为5.7～6.4Mpa。
需要特别说明的是，对本发明而言，核心的内容在于改进铸膜液的配方，将硅藻土、醋酸纤维素与聚偏氟乙烯共混。
其中，实施例中相关的膜性能数据是将微滤膜在液氮中冷却脆断后，使用实体显微镜对所述膜的断面进行照相而测定，方法如下：
(1)膜的微观结构分析：将膜在液氮中脆断制成试样，将试样固定在样品台上，在30KV的电压下，采用扫描电子显微镜观测膜的断面及表面结构，请看图1和图2。
(2)膜的纯水通量测试：测试装置由SCM-300型超滤器、N2瓶组成，将微滤膜制成测试样品，采用温度为20℃的去离子水，在0.1MPa压力下进行测试。
纯水通量定义为在上述测试条件下单位时间、单位面积通过的纯水体积，即：J＝V/AT。其中，J为纯水通量(L/m2/h)，A为膜的面积，V为膜的透水量(L)，T为测试时间(h)。
(3)分别准确称取阴离子表面活性剂(十二烷基磺酸钠)、阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)1g，充分溶解于去离子水中，转移至1L容量瓶，定容。制得表面活性剂浓度为1g·L-1。然后在(2)条件下测量阴、阳离子表面活性剂的通量。
(4)膜的接触角测定：将干燥的膜制成试样，用newjc2000型静滴接触角测量仪测定膜表面的接触角。
(5)抗拉强度测定：用电子万能材料试验机通过拉伸实验来测定膜的力学性能，通过所获得应力-应变曲线可以获得拉伸强度。先用冲片机将膜裁成哑铃型(规格如表1)，才用电子万能材料试验机测定膜的拉伸强度和弹性膜量，测试拉伸的速度是10mm/min。
表1拉伸强度样品测量规格
试样长度/mm 工作长度/mm 工作宽度/mm
50 30 10
(6)综合热重分析：把样品清洗干净后在110℃下烘干。准确称取适量样品，放入干净的三氧化二铝坩埚内。测定的温度范围为30℃到800℃，升温速率为10K/min，氮气保护。
Claims (1)
1.一种聚偏氟乙烯/硅藻土/醋酸纤维素共混微滤膜的制备方法，包括：
第一步，制膜用的材料的预处理
以质量百分比量取聚偏氟乙烯∶硅藻土∶醋酸纤维素∶聚乙烯吡咯烷酮∶二甲基乙酰胺＝15％～17％∶1％～3％∶0.5％～2％∶2.5％～3％∶77％～79％，上述物质总量满足百分之百；聚偏氟乙烯、硅藻土、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、二甲基乙酰胺为市售商品，将上述聚偏氟乙烯、硅藻土、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素四种材料分别放在真空干燥箱中，40～55℃干燥，干燥时间为12个小时；
第二步，铸膜液的制备
依次将二甲基乙酰胺、硅藻土置于锥形瓶中，搅拌均匀，再将醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯也依次加入上述锥形瓶中，搅拌均匀，于45～50℃油浴中加热1～3h至完全溶解，将溶解的溶液在室温下静置脱泡1～2天，得到铸膜液；
第三步，平板膜中间体的制备
将装有铸膜液的锥形瓶颈部贴近玻璃板，使铸膜液缓慢流延到玻璃板一端，使其呈一字排开，后用玻璃刮刀将排开的原料缓慢推至玻璃板另一端，得到厚度为0.5mm的平板膜中间体；
第四步，聚偏氟乙烯平板微滤膜的制备
将制成的平板膜中间体浸入15～25℃去离子水中，脱除膜中的二甲基乙酰胺，浸取24小时后取出，在室温下晾干，即得到聚偏氟乙烯平板微滤膜。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104841284A (zh) * | 2015-04-15 | 2015-08-19 | 青岛厚尔德孵化器科技有限公司 | 一种改进的过滤膜的生产方法和一种过滤膜 |
| CN106731870A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-31 | 江南大学 | 一种防治膜污染的方法及其应用 |
| CN106861463A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-06-20 | 安徽金培因科技有限公司 | 一种基于污水处理的聚偏氟乙烯膜的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102172480A (zh) * | 2011-03-15 | 2011-09-07 | 东华大学 | 聚氯乙烯/硅藻土复合膜及其制备方法和应用 |
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102172480A (zh) * | 2011-03-15 | 2011-09-07 | 东华大学 | 聚氯乙烯/硅藻土复合膜及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王湛 等: "PVDF/CA共混超滤膜制备及其特性的研究", 《膜科学与技术》, vol. 22, no. 6, 31 December 2002 (2002-12-31), pages 4 - 8 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104841284A (zh) * | 2015-04-15 | 2015-08-19 | 青岛厚尔德孵化器科技有限公司 | 一种改进的过滤膜的生产方法和一种过滤膜 |
| CN106731870A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-31 | 江南大学 | 一种防治膜污染的方法及其应用 |
| CN106861463A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-06-20 | 安徽金培因科技有限公司 | 一种基于污水处理的聚偏氟乙烯膜的制备方法 |
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