CN104524985B - 一种分离膜表面疏水、疏油的改性方法 - Google Patents

一种分离膜表面疏水、疏油的改性方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104524985B
CN104524985B CN201410757998.XA CN201410757998A CN104524985B CN 104524985 B CN104524985 B CN 104524985B CN 201410757998 A CN201410757998 A CN 201410757998A CN 104524985 B CN104524985 B CN 104524985B
Authority
CN
China
Prior art keywords
porous membrane
hydrophobic
polytetrafluoroethylporous porous
modified
oleophobic
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.)
Active
Application number
CN201410757998.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN104524985A (zh
Inventor
仲兆祥
冯厦厦
邢卫红
汪勇
徐南平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Jiulang High Tech Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Jiulang High-Tech Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Jiulang High-Tech Co Ltd filed Critical Jiangsu Jiulang High-Tech Co Ltd
Priority to CN201410757998.XA priority Critical patent/CN104524985B/zh
Publication of CN104524985A publication Critical patent/CN104524985A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104524985B publication Critical patent/CN104524985B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及一种分离膜表面疏水、疏油的改性方法,采用原子层沉积法(ALD)使纳微颗粒包覆聚四氟乙烯网状纤维;再用等离子体处理聚四氟乙烯膜表面,将其置于全氟单体中后,再进行等离子接枝处理获得改性后的聚四氟乙烯膜材料。该膜材料涂层稳定性较好,同时具有良好的疏水与疏油性能,可用于气固分离、油水分离等过程。

Description

一种分离膜表面疏水、疏油的改性方法
技术领域
本发明属于材料、化工领域,涉及分离膜制备及改性领域,具体的,涉及一种制备聚四氟乙烯多孔膜的方法,特别是同时具有疏水性和疏油性的聚四氟乙烯多孔膜材料的改性制备方法。
背景技术
膨体聚四氟乙烯(e-PTFE)多孔膜具有良好的耐高温、耐腐蚀性能,是典型的疏水性材料,可应用于工业除尘、废水处理等领域。但应用过程中常出现油污堵等问题,如工业燃油烟气的含油量较高,易于粘附在膜层而导致反吹过程不能有效将滤饼层去除,从而影响到烟气的处理量及滤膜使用寿命;用于含油废水的处理过程,油粘附在膜表面而影响出水水质和膜通量。针对上述问题,通过聚四氟乙烯的表面改性使其表面能更低,表面结构更有利于形成对油层的不浸润效果是当下亟需解决的问题。
现有技术中,中国实用专利CN 203095961 U通过在聚四氟乙烯贴膜表面构建二级纳微结构,实现贴膜表面的疏水、疏油改性,该发明利用模具热压的方法,在平板贴膜表面制备一、二级凸包型结构,制备过程复杂,且基材为实心平板膜;中国发明专利CN 103011063 A通过模版法对平板基材进行预处理制备纳微结构表面,再通过毛细成形法制备二次凹槽获取疏油表面,该发明对实心平板无孔基材进行处理,预处理过程要求较为苛刻,且这种结构不能透过空气,不能实现气固分离。美国BHA科技公司申请的中国发明专利CN 1927575A公开了具有疏油性质的复合膜的制备方法,该专利通过在原纤维上沉淀涂料获得疏油结构,采用粘滞性气体作为涂料的溶剂施加到基材表面,获得一般疏油表面。
由于多孔聚四氟乙烯膜孔道较大,采用结构控制来提高疏油性很难行通,因此,本发明着重于降低多孔膜的表面能,同时制备一定的纳微结构,从而获得超疏水、疏油的多孔膜。
发明内容
为了达到发明目的,本发明的技术方案为:
一种分离膜表面疏水、疏油的改性方法,其中,对聚四氟乙烯多孔膜进行改性步骤如下:
(1)采用原子层沉积法(ALD)处理聚四氟乙烯多孔膜表面,获得纳微颗粒包覆的聚四氟乙烯网状纤维材料,
(2)采用等离子体处理处理步骤(1)所述材料后,
(3)将该材料置于全氟单体液浸泡后取出并擦除表面多余单体液,
(4)将潮湿的材料再进行等离子体处理。
一种分离膜表面疏水、疏油的改性方法,对聚四氟乙烯多孔膜进行改性步骤如下:
(1)采用原子层沉积法(ALD)处理聚四氟乙烯多孔膜表面,获得纳微颗粒包覆的聚四氟乙烯网状纤维材料,
(2)采用等离子体处理步骤(1)所述材料后,
(3)将该材料置于全氟单体液浸泡后取出并擦除表面多余单体液,
(4)将潮湿的材料再进行等离子体处理。
其中,步骤(2)等离子体处理气氛环境为氧气氛围。
本发明所述的方法,其中,步骤(1)所述原子沉积法处理的具体步骤为(a)将待改性聚四氟乙烯多孔膜置于ALD沉积仪反应腔内,干燥0.5-1 h,(b)采用暴露模式,沉积温度150℃~250℃,沉积次数50~150次。
本发明所述的方法,其中,所述沉积物为ZnO、Al2O3、ZrO2、TiO2中的一种。
本发明所述的方法,其中,步骤(2)所述的等离子体处理方法为,将材料置于等离子体腔体内,处理150s~600s,真空度为-99.0KPa~-99.9KPa,处理功率为50W~100W。
本发明所述的方法,其中,步骤(3)所述氟单体为全氟烷基乙基丙烯酸酯、全氟烷基三氯硅烷中的一种。
本发明所述的方法,其中,步骤(4)所述等离子体处理步骤为,将步骤(3)得到的材料置于等离子体腔体内,在空气、氩气或者氦气气氛下处理150s~600s,真空度为-99.0KPa~-99.9KPa,处理功率30W~100W。
本发明所述方法得到聚四氟乙烯多孔膜材料,所述材料的水接触角大于130° ,油接触角大于100° 。
本发明所述的材料可应用于气固分离、家用空气净化器、油水分离等。
一种分离膜表面疏水、疏油的改性方法,采用上述任一所述的方法对聚四氟乙烯膜进行改性。
附图说明
图1为实施例1所述未改性的聚四氟乙烯多孔膜电镜图。
图2为实施例1所述改性后的聚四氟乙烯多孔膜片电镜图。
图3为实施例1所述改性前与改性后的聚四氟乙烯多孔膜红外对比图。
图4A为实施例1所述改性前聚四氟乙烯多孔膜的水接触角。
图4B为实施例1所述改性后聚四氟乙烯多孔膜的水接触角。
图4C为实施例1所述改性前聚四氟乙烯多孔膜的油接触角。
图4D为实施例1所述改性后聚四氟乙烯多孔膜的油接触角。
图5为实施例1所述改性前后聚四氟乙烯多孔膜的气体通量对比图。
实施例 1
本实施例说明该材料的改性合成方法
(1)将孔径为5μm的聚四氟乙烯多孔膜置于ALD沉积仪的反应腔内,使样品在真空条件下干燥半小时,实验采用暴露模式,以保证前驱体能够充分的吸附与扩散,二乙基锌作为沉积ZnO的前驱体,沉积温度150℃~250℃,沉积次数50~150次。
(2)将沉积过的膜片置于等离子体腔体内,在氧气氛环境下处理150s~600s,真空度为-99.0KPa~-99.9KPa,处理功率为50W~100W。
(3)将经过步骤(2)处理的膜片置于全氟单体液中,5s~5min后擦干置于等离子处理腔内,空气氛下处理150s~600s,真空度为-99.0KPa~-99.9KPa,处理功率30W~100W。
实施例 2
本实施例说明该材料的又一改性合成方法
(1)将孔径为5μm的聚四氟乙烯多孔膜置于ALD沉积仪的反应腔内,使样品在真空条件下干燥半小时,实验采用暴露模式,以保证前驱体能够充分的吸附与扩散,异丙醇钛作为沉积TiO2的前驱体,采用暴露模式,沉积温度150℃~250℃,沉积次数50~150次。
(2)将沉积过的膜片置于等离子体腔体内,在氧气氛环境下处理150s~600s,真空度为-99.0KPa~-99.9KPa,处理功率为50W~100W。
(3)将经过步骤(2)处理的膜片置于全氟单体液中,5s~5min后擦干置于等离子处理腔内,空气氛下处理150s~600s,真空度为-99.0KPa~-99.9KPa,处理功率30W~100W。
实施例 3
本实施例说明该材料的又一改性合成方法
(1)将孔径为5μm的聚四氟乙烯多孔膜置于ALD沉积仪的反应腔内,使样品在真空条件下干燥半小时,实验采用暴露模式,以保证前驱体能够充分的吸附与扩散,叔丁醇锆作为沉积ZrO2的前驱体,沉积温度150℃~250℃,沉积次数50~150次。
(2)将沉积过的膜片置于等离子体腔体内,在氧气氛环境下处理150s~600s,真空度为-99.0KPa~-99.9KPa,处理功率为50W~100W。
(3)将经过步骤(2)处理的膜片置于全氟单体液中,5s~5min后擦干置于等离子处理腔内,空气氛下处理150s~600s,真空度为-99.0KPa~-99.9KPa,处理功率30W~100W。
实施例 4
本实施例说明该材料的又一改性合成方法
(1)将孔径为5μm的聚四氟乙烯多孔膜置于ALD沉积仪的反应腔内,使样品在真空条件下干燥半小时,实验采用暴露模式,以保证前驱体能够充分的吸附与扩散,三甲基铝作为沉积Al2O3的前驱体,沉积温度150℃~250℃,沉积次数50~150次。
(2)将沉积过的膜片置于等离子体腔体内,在氧气氛环境下处理150s~600s,真空度为-99.0KPa~-99.9KPa,处理功率为50W~100W。
(3)将经过步骤(2)处理的膜片置于全氟单体液中,5s~5min后擦干置于等离子处理腔内,空气氛下处理150s~600s,真空度为-99.0KPa~-99.9KPa,处理功率30W~100W。
实施例 5
本实施例说明该材料的又一改性合成方法
(1)将孔径为5μm的聚四氟乙烯多孔膜置于ALD沉积仪的反应腔内,使样品在真空条件下干燥半小时,实验采用暴露模式,以保证前驱体能够充分的吸附与扩散,沉积温度150℃~250℃,沉积次数50~150次。
(2)将沉积过的膜片浸渍于全氟单体液中,在Ar气环境下处理150s~600s,真空度为-99.0KPa~-99.9KPa,处理功率为50W~100W。
实施例 6
本实施例说明实施例1改性方法所得的改性材料结果
参照图1、图2,本发明获得的改性膜具有较为规整的孔结构,膜厚度100μm,改性层厚度20~35μm,孔尺寸在5~10μm,孔结构具有多层次。
图3说明改性后单体接枝于膜表面,并产生新的基团。
实施例 7
本实施例说明实施例1改性方法所得的材料与改性前所得材料的应用及其应用效果对比
参照图5,利用自制装置,测量纯气通量,改性后的膜的纯气通量没有衰减。
采用DropMeterA-100P接触角测定仪测试实施例1所述改性前与改性后聚四氟乙烯膜样品的水、油静态接触角,参照图4A、图4B、图4C、图4D测定样品的水、油接触角,一次性滴液6μL,停留时间超过30s。结果显示,改性前水接触角120~130°,改性后水接触角大于130°,改性前油接触角为0~10°油接触角大于100°。本实施例中所述的油为正十六烷。
以上所述的实施方式仅仅是对本发明技术的优选实施方式进行的描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明技术的精神前提下,本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1. 一种分离膜表面疏水、疏油的改性方法,其特征在于,对聚四氟乙烯多孔膜进行改性步骤如下:
(1)采用原子层沉积法(ALD)处理聚四氟乙烯多孔膜表面,获得纳微颗粒包覆的聚四氟乙烯网状纤维材料,
(2)采用等离子体处理步骤(1)所述材料后,
(3)将该材料置于全氟单体液浸泡后取出并擦除表面多余单体液,
(4)将潮湿的材料再进行等离子体处理。
2. 一种分离膜表面疏水、疏油的改性方法,对聚四氟乙烯多孔膜进行改性步骤如下:
(1)采用原子层沉积法(ALD)处理聚四氟乙烯多孔膜表面,获得纳微颗粒包覆的聚四氟乙烯网状纤维材料,
(2)采用等离子体处理步骤(1)所述材料后,
(3)将该材料置于全氟单体液浸泡后取出并擦除表面多余单体液,
(4)将潮湿的材料再进行等离子体处理,
其特征在于,步骤(2)等离子体处理气氛环境为氧气氛围。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述原子沉积法处理的具体步骤为(a)将待改性聚四氟乙烯多孔膜置于ALD沉积仪反应腔内,干燥0.5-1 h,
(b)采用暴露模式,沉积温度150℃~250℃,沉积次数50~150次。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述原子层沉积法采用的沉积物为ZnO、Al2O3、ZrO、TiO2中的一种。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述的等离子体处理方法为,将材料置于等离子体腔体内,处理150s~600s,真空度为-99.0KPa~-99.9KPa,处理功率为50W~100W。
6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤(3)所述氟单体为全氟烷基乙基丙烯酸酯、全氟烷基三氯硅烷中的一种。
7.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤(4)所述等离子体处理步骤为,将步骤(3)得到的材料置于等离子体腔体内,在空气、氩气或者氦气气氛下处理150s~600s,真空度为-99.0KPa~-99.9KPa,处理功率30W~100W。
8.根据上述任一权利要求所述的方法得到聚四氟乙烯多孔膜材料,其特征在于,所述材料的水接触角大于130°,油接触角大于100°。
9.根据权利要求8所述的材料,其特征在于具有疏水、疏油双重功能,可应用于气固分离、家用空气净化器、油水分离等。
CN201410757998.XA 2014-12-11 2014-12-11 一种分离膜表面疏水、疏油的改性方法 Active CN104524985B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410757998.XA CN104524985B (zh) 2014-12-11 2014-12-11 一种分离膜表面疏水、疏油的改性方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410757998.XA CN104524985B (zh) 2014-12-11 2014-12-11 一种分离膜表面疏水、疏油的改性方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104524985A CN104524985A (zh) 2015-04-22
CN104524985B true CN104524985B (zh) 2017-02-08

Family

ID=52840718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410757998.XA Active CN104524985B (zh) 2014-12-11 2014-12-11 一种分离膜表面疏水、疏油的改性方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104524985B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106669319A (zh) * 2015-11-09 2017-05-17 郭绍华 用于空气净化的滤器
CN105688687B (zh) * 2016-02-29 2018-09-04 江苏久朗高科技股份有限公司 双疏膜的制备工艺
CN105907131B (zh) * 2016-04-27 2018-06-26 浙江工业大学 一种硅烷改性二氧化钛涂料及应用
CN110050019A (zh) * 2016-12-22 2019-07-23 住友电工超效能高分子股份有限公司 多孔材料、气体传感器和用于制备多孔材料的方法
CN108395570A (zh) * 2018-05-31 2018-08-14 李瑞萱 一种自修复材料及其制备方法及应用
CN108889104A (zh) * 2018-07-24 2018-11-27 南京工业大学 一种用于堆肥尾气脱臭的方法
CN109280205B (zh) * 2018-10-26 2020-11-27 南京科技职业学院 聚四氟乙烯双疏膜的制备方法
CN112494997B (zh) * 2020-10-23 2022-03-25 浙江海洋大学 多孔超亲水疏油材料
CN112662006B (zh) * 2020-12-07 2023-05-23 深圳技术大学 一种抗菌防水透气膜及其制备方法
CN115025638A (zh) * 2022-07-18 2022-09-09 浙江工业大学 一种具有双疏性聚四氟乙烯空气过滤膜的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102423645A (zh) * 2011-10-19 2012-04-25 南京工业大学 一种对聚四氟乙烯分离膜表面改性的方法
CN102773026A (zh) * 2012-08-23 2012-11-14 南京工业大学 聚四氟乙烯分离膜表面改性的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102423645A (zh) * 2011-10-19 2012-04-25 南京工业大学 一种对聚四氟乙烯分离膜表面改性的方法
CN102773026A (zh) * 2012-08-23 2012-11-14 南京工业大学 聚四氟乙烯分离膜表面改性的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104524985A (zh) 2015-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104524985B (zh) 一种分离膜表面疏水、疏油的改性方法
EP2946028B1 (en) Methods for obtaining hydrophilic fluoropolymers
Teare et al. Pulsed plasma deposition of super-hydrophobic nanospheres
Balu et al. Fabrication of “roll-off” and “sticky” superhydrophobic cellulose surfaces via plasma processing
Feng et al. Amphiphobic polytetrafluoroethylene membranes for efficient organic aerosol removal
Lai et al. Transparent superhydrophobic/superhydrophilic TiO 2-based coatings for self-cleaning and anti-fogging
Bryjak et al. Modification of polysulfone membranes 4. Ammonia plasma treatment
Xu et al. Plasma activation of porous polytetrafluoroethylene membranes for superior hydrophilicity and separation performances via atomic layer deposition of TiO2
Zhou et al. Grafting polyacrylic acid brushes onto zirconia membranes: Fouling reduction and easy-cleaning properties
JP2006524759A5 (zh)
WO2019037446A1 (zh) 一种具有调制结构的高绝缘纳米防护涂层的制备方法
WO2019037447A1 (zh) 一种复合结构高绝缘硬质纳米防护涂层的制备方法
CN103842060A (zh) 气体分离膜、其制造方法及采用该膜的气体分离膜组件
JP2011504207A (ja) 通気性膜および該膜を作製する方法
CN105688687B (zh) 双疏膜的制备工艺
SG182419A1 (en) Liquid repellent surfaces
Boscher et al. Single-step process for the deposition of high water contact angle and high water sliding angle surfaces by atmospheric pressure dielectric barrier discharge
JP5226827B2 (ja) フッ素系高分子材料の表面を超疎水性表面に改質する方法
Lejeune et al. Plasma-based processes for surface wettability modification
Hegemann et al. Plasma surface engineering for manmade soft materials: A review
KR20180115812A (ko) 유체 분리용 복합 다공질막, 이의 제조 방법 및 필터
CN106914150A (zh) 一种多孔有机膜的疏水疏油改性方法
Wei et al. Surface functionalization of polymer nanofibers by silver sputter coating
Hamad et al. Tunable hydrophobicity and roughness on PVDF surface by grafting to mode–Approach to enhance membrane performance in membrane distillation process
Li et al. Surface modification and adhesion improvement of expanded poly (tetrafluoroethylene) films by plasma graft polymerization

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20160905

Address after: 211800 Nanjing District, Jiangsu, Pukou garden ideas No. 1

Applicant after: Jiangsu Jiulang High-Tech Co.,Ltd.

Address before: 211816 Jiangsu, Nanjing, Pu Pu Road, Pukou District No. 30

Applicant before: Nanjing Tech University

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: 211800 No. 29 Buyue Road, Pukou Economic Development Zone, Qiaolin Street, Pukou District, Nanjing City, Jiangsu Province

Patentee after: Jiangsu Jiulang High-Tech Co.,Ltd.

Address before: 211800 Pukou District Garden idea 1, Nanjing, Jiangsu

Patentee before: Jiangsu Jiulang High-Tech Co.,Ltd.

CP02 Change in the address of a patent holder