CN109092078A - 聚乙烯分离膜的处理方法及改性聚乙烯分离膜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种聚乙烯分离膜的处理方法，包括：对所述聚乙烯分离膜进行电晕处理；将包括亲水聚合物和交联剂的聚合物混合液涂覆在电晕处理后的所述聚乙烯分离膜的单侧表面；对所述聚乙烯分离膜进行预交联处理、热交联处理和定型处理。本发明所述聚乙烯分离膜的处理方法使用所述聚合物混合液对电晕处理后形成的所述聚乙烯分离膜进行单面涂覆处理，通过调节适当的涂膜距离，结合预交联、热交联和定性处理，能够在所述聚乙烯分离膜的膜表面和膜孔内壁形成以化学键固定的均匀亲水接枝层，降低所述聚乙烯分离膜的疏水性能的同时提高所述聚乙烯分离膜的透过性能和抗污染性能。本发明还提供了使用所述聚乙烯分离膜处理方法得到的改性聚乙烯分离膜。

Description

聚乙烯分离膜的处理方法及改性聚乙烯分离膜
技术领域
本发明涉及高分子分离膜技术领域，尤其涉及聚乙烯分离膜的处理方法及改性聚乙烯分离膜。
背景技术
膜分离过程就是用分离膜作间隔层，在压力差、浓度差或电位差的推动力下，借流体混合物中各组分透过膜的速率不同，使之在膜的两侧分别富集，以达到分离、精制、浓缩及回收利用的目的。膜分离技术进入二十一世纪后得到了快速发展，医药、食品、环保、生物、化工等行业的得到了广泛的应用并产生了巨大的经济效益。
聚乙烯的成本低廉，且具有良好的化学稳定性、耐寒性和耐溶剂性，通过高温熔融、挤出和拉伸容易得到的孔径均匀、孔隙分布集中且拉伸强度较高的聚乙烯分离膜，在水处理领域具有良好的应用前景。但是，聚乙烯具有强疏水性，使得聚乙烯分离膜在水处理过程中难以浸润，需要提供较高的压力才能使水通过分离膜，提高了能耗。另一方面，强疏水性使得水中的有机污染物容易在膜表面和膜孔的内壁进行吸附和堆积，降低分离膜的水通量，影响分离效率。
现有技术中通常对聚乙烯分离膜进行改性，在聚乙烯分离膜的制备过程中引入具有亲水性的物质，或者利用具有亲水性的物质对聚乙烯分离膜进行后处理，以降低聚乙烯分离膜的疏水性能。公告号为CN100345616C的中国发明专利揭示了一种电晕诱导接枝进行聚合物微孔膜改性的方法，该方法首先对聚合物膜进行电晕处理以在膜表面和膜孔内壁形成活性位点，然后将聚合物膜浸入到含有亲水性烯类单体的溶液中进行接枝聚合反应，在聚合物膜的表面和膜孔内壁形成亲水性的接枝层。但该方法需要使用的溶液剂量大，容易造成亲水接枝层分布不均匀，不利于降低聚乙烯分离膜的疏水性能。
因此，需要开发一种新型的聚乙烯分离膜处理方法以解决现有技术中存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚乙烯分离膜处理方法，通过对聚乙烯分离膜进行电晕处理和涂覆处理，避免现有技术存在的由于亲水接枝层分布不均匀造成的不能有效降低聚乙烯分离膜的疏水性的问题。
为实现上述目的，本发明的所述聚乙烯分离膜的处理方法，包括以下步骤：
S1：提供聚乙烯分离膜、涂膜机和电晕设备，使用所述电晕设备对所述聚乙烯分离膜进行电晕处理，生成活化分离膜；
S2：配置聚合物混合液，调节所述涂膜机的涂膜距离为8-30μm，用所述聚合物混合液通过所述涂膜机对所述活化分离膜进行单面涂覆处理，得到预处理分离膜，所述聚合物混合液包括亲水聚合物和交联剂；
S3：在20-35℃下对所述预处理分离膜进行1-5分钟的预交联处理，得到预交联分离膜；
S4：在50-85℃下对所述预交联分离膜进行1-20分钟的热交联处理，得到交联分离膜，然后在20-28℃下对所述交联分离膜进行12-24h的定型处理。
本发明所述处理方法的有益效果在于：使用聚乙烯醇混合液对电晕处理后形成的所述活化分离膜进行双面涂覆处理，通过调节适当的涂膜距离，结合适当的预交联、热交联和定性处理条件，能够在所述聚乙烯分离膜的膜表面和膜孔内壁通过化学键固定分布均匀的亲水接枝层，有效降低所述聚乙烯分离膜的疏水性能的同时提高所述聚乙烯分离膜的透过性能和抗污染性能。
优选的，所述步骤S1中，所述电晕处理的输出功率为1.5-5kW，放电频率为10kHz-20kHz，空气间隙为1-2mm，干空气充入速率为1-10升/分钟，环境湿度为40-55％，送卷速度为5-20米/分钟。其有益效果在于：在膜的表面和膜孔的内壁形成活性中心，有利于后续的接枝反应。
进一步优选的，所述输出功率为2-4kW，所述干空气充入速率为5-10升/分钟，所述环境湿度为45％-50％，所述送卷速度为5-15米/分钟。
优选的，所述步骤S2中，将所述亲水聚合物加入到水中进行溶解处理，形成聚合物溶液，向所述聚合物溶液中加入所述交联剂，形成所述聚合物混合液，所述溶解处理的温度为60-90℃，所述亲水聚合物的质量占所述聚合物溶液质量的0.5-10％，所述交联剂的质量占所述亲水聚合物质量的0.01-0.5％。其有益效果在于：一方面，60-90℃的温度有利于所述亲水聚合物良好溶解；另一方面，调节所述亲水聚合物和所述交联剂的用量有利于后续在所述聚乙烯醇分离膜的表面和膜孔内壁形成均匀的亲水层。
进一步优选的，所述亲水聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯醇酞酸酯或聚乙烯醇缩甲醛中的任意一种，所述交联剂包括甲醛、戊二醛、对甲苯二醛、草酸、丙二酸、马来酸酐、均苯三甲酰氯、硼酸、环氧氯丙烷或硅烷偶联剂中的任意一种。
进一步优选的，所述亲水聚合物为聚乙烯醇，所述交联剂为戊二醛或马来酸酐中的任意一种，所述聚合物溶液为聚乙烯醇溶液，所述聚乙烯醇的质量占所述聚乙烯醇溶液质量的0.5-5％，所述戊二醛或所述马来酸酐中的任意一种的质量占所述聚乙烯醇质量的0.05-0.1％，所述聚乙烯醇的醇解度为80.0-99.8％，数均分子量为74000-180000。
进一步优选的，所述醇解度为88-99％，所述数均分子量为98000-124000。
优选的，所述步骤S3中，所述预交联处理的时间为2-5分钟，所述预交联处理的温度为25℃。其有益效果在于：所述预交联过程使所述亲水聚合物在所述聚乙烯分离膜的表面以及膜孔内壁充分浸润，避免产生未被所述亲水聚合物覆盖的区域，有利于后续的所述热交联过程。
优选的，所述步骤S4中，所述步骤S4中，所述热交联处理的时间为5-10分钟，所述热交联处理的温度为80-85℃，所述定型处理的温度为25℃，所述定型处理的时间为24h。其有益效果在于：有利于所述聚乙烯醇和所述交联剂充分反应，形成交联聚乙烯醇。
本发明还提供了使用所述处理方法得到的改性聚乙烯分离膜，所述改性聚乙烯分离膜包括所述聚乙烯分离膜和亲水接枝层，所述亲水接枝层通过化学键固定在所述聚乙烯分离膜的单面和膜孔内壁，所述聚乙烯分离膜的平均厚度为6-40μm，所述聚乙烯分离膜的孔隙率为30-60％，所述改性聚乙烯分离膜的平均厚度为7-45μm，所述改性聚乙烯分离膜的水接触角为55-84°。
本发明的所述改性聚乙烯分离膜的有益效果在于：所述改性聚乙烯分离膜包括所述亲水接枝层，所述亲水接枝层通过化学键固定在所述聚乙烯分离膜的膜表面和膜孔内壁，具有良好的稳定性，能够有效降低所述聚乙烯分离膜的疏水性能，提高所述聚乙烯分离膜的透过性能和抗污染性能。
优选的，所述亲水接枝层是由亲水聚合物与交联剂进行化学交联反应得到的产物，所述亲水聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯醇酞酸酯或聚乙烯醇缩甲醛中的任意一种，所述交联剂包括甲醛、戊二醛、对甲苯二醛、草酸、丙二酸、马来酸酐、均苯三甲酰氯、硼酸、环氧氯丙烷或硅烷偶联剂中的任意一种，所述交联剂的质量占所述亲水聚合物质量的0.5-10％。其有益效果在于：通过化学交联反应得到的所述亲水接枝层有良好的的稳定性。
进一步优选的，所述亲水聚合物为聚乙烯醇，所述交联剂包括戊二醛或马来酸酐中的任意一种，所述聚乙烯醇的醇解度为80.0-99.8％，所述聚乙烯醇的数均分子量为74000-180000，所述戊二醛或马来酸酐中的任意一种的质量占所述聚乙烯醇质量的0.5-5％。
优选的，所述聚乙烯分离膜的组成材料包括超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯，所述超高分子量聚乙烯和所述高密度聚乙烯的质量比为1:1-1:5，所述超高分子量聚乙烯的数均分子量为1×106-8×106，所述高密度聚乙烯的数均分子量为3×106。其有益效果在于：所述聚乙烯分离膜包括适当比例的所述超高分子量聚乙烯和所述高密度聚乙烯，使得所述聚乙烯分离膜具有良好的力学性能，为所述改性聚乙烯分离膜提供了良好的力学基础。
优选的，所述改性聚乙烯分离膜在浓度为100mg/L的牛血清蛋白溶液中进行3h的通量测试后，所述改性聚乙烯分离膜的通量为122-225L/m2.h.bar，牛血清蛋白截留率为75-93％。其有益效果在于：所述亲水接枝层增加了所述改性聚乙烯分离膜与所述牛血清蛋白之间的排斥作用，提高了所述改性聚乙烯分离膜的抗污染性能。
优选的，所述改性聚乙烯分离膜在浓度为5mg/L的腐殖酸溶液中进行3h的通量测试后，所述改性聚乙烯分离膜的通量为122-225L/m2.h.bar，腐殖酸截留率为87-97％。其有益效果在于：所述亲水接枝层增加了所述改性聚乙烯分离膜与所述腐殖酸之间的排斥作用，提高了所述改性聚乙烯分离膜的抗污染性能。
附图说明
图1为本发明聚乙烯分离膜处理方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
针对现有技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种聚乙烯分离膜处理方法，包括以下步骤：
S1：提供聚乙烯分离膜、涂膜机和电晕设备，使用所述电晕设备对所述聚乙烯分离膜进行电晕处理，生成活化分离膜；
S2：配置聚合物混合液，调节所述涂膜机的涂膜距离为8-30μm，用所述聚合物混合液通过所述涂膜机对所述活化分离膜进行单面涂覆处理，得到预处理分离膜，所述聚合物混合液包括亲水聚合物和交联剂；
S3：在20-35℃下对所述预处理分离膜进行1-5分钟的预交联处理，得到预交联分离膜；
S4：在50-85℃下对所述预交联分离膜进行1-20分钟的热交联处理，得到交联分离膜，然后在20-28℃下对所述交联分离膜进行12-24h的定型处理。
本发明一些实施例中，所述电晕处理的输出功率为1.5-5kW，放电频率为10kHz-20kHz，空气间隙为1-2mm，干空气充入速率为1-10升/分钟，环境湿度为40-55％，送卷速度为5-20米/分钟。所述电晕处理在膜的表面和膜孔的内壁形成活性中心，有利于后续的接枝反应。本发明另一些实施例中，所述输出功率为2-4kW，所述干空气充入速率为5-10升/分钟，所述环境湿度为45％-50％，所述送卷速度为5-15米/分钟。
本发明一些实施例中，将所述亲水聚合物加入到水中进行溶解处理，形成聚合物溶液，向所述聚合物溶液中加入所述交联剂，形成所述聚合物混合液，所述溶解处理的温度为60-90℃，所述亲水聚合物的质量占所述聚合物溶液质量的0.5-10％，所述交联剂的质量占所述亲水聚合物质量的0.01-0.5％，所述亲水聚合物为聚乙烯醇、聚乙烯醇酞酸酯或聚乙烯醇缩甲醛中的任意一种，所述交联剂为甲醛、戊二醛、对甲苯二醛、草酸、丙二酸、马来酸酐、均苯三甲酰氯、硼酸、环氧氯丙烷或硅烷偶联剂中的任意一种。
本发明一些实施例中，所述亲水聚合物为聚乙烯醇，所述交联剂为戊二醛或马来酸酐中的任意一种，所述聚合物溶液为聚乙烯醇溶液，所述聚乙烯醇的质量占所述聚乙烯醇溶液质量的0.5-5％，所述戊二醛或所述马来酸酐中的任意一种的质量占所述聚乙烯醇质量的0.05-0.1％，所述聚乙烯醇的醇解度为80.0-99.8％，数均分子量为74000-180000。本发明另一些实施例中，所述醇解度为88-99％，所述数均分子量为98000-124000。
本发明一些实施例中，所述预交联处理的时间为2-5分钟，所述预交联处理的温度为25℃，所述热交联处理的时间为5-10分钟，所述热交联处理的温度为80-85℃，所述定型处理的温度为25℃，所述定型处理的时间为24h。
本发明实施例还提供了使用所述处理方法得到的改性聚乙烯分离膜，所述改性聚乙烯分离膜由所述聚乙烯分离膜和亲水接枝层组成，所述亲水接枝层通过化学键固定在所述聚乙烯分离膜的单面和膜孔内壁，所述聚乙烯分离膜的平均厚度为6-40μm，所述聚乙烯分离膜的孔隙率为30-60％，所述改性聚乙烯分离膜的平均厚度为7-45μm，所述改性聚乙烯分离膜的水接触角为55-84°。
本发明实施例的所述亲水接枝层是由亲水聚合物与交联剂进行化学交联反应得到的产物，所述亲水聚合物为聚乙烯醇、聚乙烯醇酞酸酯或聚乙烯醇缩甲醛中的任意一种，所述交联剂为甲醛、戊二醛、对甲苯二醛、草酸、丙二酸、马来酸酐、均苯三甲酰氯、硼酸、环氧氯丙烷或硅烷偶联剂中的任意一种，所述交联剂的质量占所述亲水聚合物质量的0.5-10％。。
本发明一些实施例中，所述亲水聚合物为聚乙烯醇，所述交联剂为戊二醛或马来酸酐中的任意一种，所述聚乙烯醇的醇解度为80.0-99.8％，所述聚乙烯醇的数均分子量为74000-180000，所述戊二醛或马来酸酐中的任意一种的质量占所述聚乙烯醇质量的0.5-5％。
本发明一些实施例中，所述聚乙烯分离膜由超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯组成，所述超高分子量聚乙烯和所述高密度聚乙烯的质量比为1:1-1:5，所述超高分子量聚乙烯的数均分子量为1×106-8×106，所述高密度聚乙烯的数均分子量为3×106。本发明另一些实施例中，所述聚乙烯分离膜的水接触角为100-130°，纯水通量为79-245L/m2.h.bar。
本发明一些实施例的所述改性聚乙烯分离膜在浓度为100mg/L的牛血清蛋白溶液中进行3h的通量测试后，所述改性聚乙烯分离膜的通量为122-225L/m2.h.bar，牛血清蛋白截留率为75-93％。
本发明一些实施例的所述改性聚乙烯分离膜在在浓度为5mg/L的腐殖酸溶液中进行3h的通量测试后，所述改性聚乙烯分离膜的通量为122-225L/m2.h.bar，腐殖酸截留率为87-97％。
本发明实施例使用的电晕设备为英国舒曼公司生产的型号为QX310A的电晕处理机。
本发明实施例使用的涂膜机为杭州华创科学器材有限公司提供的型号为BEVS1811/2的自动涂膜机。
本发明实施例涉及到的测试方法如下：
所述聚乙烯分离膜和所述改性聚乙烯分离膜的平均厚度依据GB/T6672-2001，采用德国马尔(Mahr)公司生产的型号为C1216M的薄膜测厚仪测试测到。同一样品平行测试5次，取平均值作为所述平均厚度。
采用美国多孔材料(Porous Materials Inc.，PMI)公司生产的型号为AAQ-3K-A-1的全自动压水仪进行测试得到所述聚乙烯分离膜的平均孔径和孔隙率。所述全自动压水仪的水压控制在100-1500psi，水表面张力为72dyn/cm，水与所述聚乙烯分离膜的接触角为115度。
采用德国克吕士(Kruss)公司生产的型号为DSA25的接触角测量仪测试得到所述聚乙烯分离膜和所述改性聚乙烯分离膜的水接触角数值。所述接触角测量仪的控制参数为：水滴体积为2-4μL，针头外径为1.6mm。
预压测试：将去离子水作为透过液装入料液池中，将所述聚乙烯分离膜或所述改性聚乙烯分离膜中的任意一种装入自制循环错流过滤装置中，所述料液池依次串联水泵、压力表和所述自制过滤装置，调节所述自制过滤装置内部的压力为0.15MPa，使用所述水泵将所述去离子水从所述料液池中抽出，并通过所述自制循环错流过滤装置回流到所述料液池中，1h后完成所述预压测试。
通量测试：室温25℃下，完成所述预压测试后，调节所述自制循环错流过滤装置内部的压力，清空所述料液池，换为测试液，记录测试时间内所述料液池中所述测试液的剩余体积。
使用以下公式计算通量：通量＝剩余体积/(测试时间×有效面积×压力)
所述有效面积为所述通量测试的过程中，所述测试液能够接触到的所述聚乙烯分离膜或所述改性聚乙烯分离膜中的任意一种的单侧表面的宏观面积。所述压力为所述自制循环错流过滤装置内部的压力。
本发明实施例中，所述有效面积为50cm2，所述压力为0.1MPa，所述通量测试的持续时间为3h。
本发明实施例中，所述测试液为去离子水时，记录所述通量为纯水通量；所述测试液为浓度100mg/L的牛血清蛋白(Bovine Serum Albumin，BSA)溶液时，所述BSA溶液的溶剂为所述去离子水，记录所述通量为第一通量；所述测试液为浓度50mg/L的腐殖酸溶液时，所述腐殖酸溶液的溶剂为所述去离子水，记录所述通量为第二通量。
截留率测试：利用日本岛津(SHIMADZU)公司生产的型号为UV-2600的紫外分光光度计对所述测试液和所述透过液进行吸光度测试，得到所述测试液的初始浓度C1和完成所述通量测试后，所述测试液的最终浓度C2。
使用以下公式计算截留率：截留率＝(C1-C2)×100/C1。
本发明实施例的所述吸光度测试中，所述腐殖酸的紫外最大吸收峰在254nm处，所述BSA的紫外最大吸收峰在280nm处。
本发明实施例的所述预压测试、通量测试和截留率测试中，将同一样品分隔成尺寸相同的5个子样品进行平行测试，取平均值作为所述同一样品的通量或截留率，并计算5个样品值的平均偏差。
实施例1：
本实施例提供了聚乙烯分离膜1的处理方法1和使用所述处理方法1得到的改性聚乙烯分离膜1。
所述聚乙烯分离膜1的平均厚度为20μm，平均孔径为0.03μm，孔隙率为44.1％。所述聚乙烯分离膜1由数均分子量为8×106的超高分子量聚乙烯1和数均分子量为3×105的高密度聚乙烯1组成，所述超高分子量聚乙烯1和所述高密度聚乙烯1的质量比为1:2。
所述改性聚乙烯分离膜1的平均厚度为22μm。
所述处理方法1包括以下步骤：
S11：将长度为150m，宽度为0.5m的所述聚乙烯分离膜1放入异丙醇中浸泡30分钟以去除杂质，取出放入纯水中清洗，然后常温下鼓风烘干h，得到预处理聚乙烯分离膜1。
S12：将所述预处理聚乙烯分离膜1固定在电晕设备的送卷导辊表面进行电晕处理，形成活化聚乙烯分离膜1；所述电晕处理的输出功率为3kW，空气间隙为2mm，干空气充入速率为5升/分钟，控制干空气的湿度为0-40％，环境湿度为45％，送卷速度为10米/分钟。
S13：将醇解度为88％，数均分子量为78000的聚乙烯醇加入到水中，在70℃下搅拌，以实现所述聚乙烯醇的良好溶解，形成聚乙烯醇溶液，所述聚乙烯醇的质量占所述聚乙烯醇溶液质量的5％；向所述聚乙烯醇溶液中加入占所述聚乙烯醇质量0.1％的交联剂，所述交联剂为戊二醛，所述戊二醛充分溶解后形成聚乙烯醇混合液。
S14：使用涂膜机对所述活化聚乙烯分离膜1进行单面涂覆处理，调节所述涂膜机的涂膜距离为15μm，得到预处理分离膜1。
S15：将所述预处理分离膜1置于25℃下进行2分钟的预交联处理，得到预交联分离膜1。
S16：将所述预交联分离膜1置于80℃的烘箱中进行10分钟的热交联处理，得到交联分离膜1，然后在25℃下放置24h以进行定型处理，得到改性聚乙烯分离膜1。
实施例2：
本实施例提供了聚乙烯分离膜2的处理方法2和使用所述处理方法2得到的改性聚乙烯分离膜2。
所述聚乙烯分离膜2的平均厚度为16μm，平均孔径为0.045μm，孔隙率46.7％。所述聚乙烯分离膜2由数均分子量为3×106的超高分子量聚乙烯2和所述高密度聚乙烯1组成，所述超高分子量聚乙烯2和所述高密度聚乙烯1的质量比为1:2。
所述改性聚乙烯分离膜2的平均厚度为17μm。
所述处理方法2与所述处理方法1的区别在于：
所述步骤S11中，所述聚乙烯分离膜2的长度为100m，宽度为0.35m，所述聚乙烯分离膜2放入异丙醇中浸泡30分钟后再超声10分钟以去除杂质。
所述步骤S12中，所述输出功率为2kW，所述干空气充入速率为3升/分钟，所述环境湿度为50％，所述送卷速度为5米/分钟。
所述步骤S13中，所述聚乙烯醇的醇解度为98％，数均分子量为105000，在90℃下搅拌以使所述聚乙烯醇良好溶解，所述聚乙烯醇的质量占所述聚乙烯醇溶液质量的2％。
所述步骤S14中，调节所述涂膜机的涂膜距离为12μm。
所述步骤S15中，所述预交联处理的为3分钟。
实施例3：
本实施例提供了所述聚乙烯分离膜2的处理方法3和使用所述处理方法3得到的改性聚乙烯分离膜3。
所述改性聚乙烯分离膜3的平均厚度为17μm。
所述处理方法3与所述处理方法2的区别在于：
所述步骤S12中，所述交联剂为马来酸酐，所述马来酸酐的质量占所述聚乙烯醇质量的1％。
所述步骤S15中，所述热交联处理的时间为5分钟。
实施例4：
本实施例提供了聚乙烯分离膜3的处理方法4和使用所述处理方法4得到的改性聚乙烯分离膜4。
所述聚乙烯分离膜3的平均厚度为30μm，平均孔径为0.065μm，孔隙率为37.8％。所述聚乙烯分离膜3由数均分子量为5×106的超高分子量聚乙烯3和所述高密度聚乙烯1组成，所述超高分子量聚乙烯3和所述高密度聚乙烯1的质量比为1:4。
所述改性聚乙烯分离膜4的平均厚度为31μm。
所述处理方法4与所述处理方法1的区别在于：
所述步骤S11中，所述聚乙烯分离膜3的长度为200m，宽度为0.65m，将所述聚乙烯醇3放入乙醇中浸泡30分钟以去除杂质。
所述步骤S12中，所述输出功率为4kW，所述空气间隙为1mm，所述干空气充入速率为10升/分钟，所述环境湿度为50％，所述送卷速度为15米/分钟。
所述步骤S13中，所述聚乙烯醇的醇解度为99％，数均分子量为143000，在85℃下搅拌以使所述聚乙烯醇良好溶解，所述聚乙烯醇的质量占所述聚乙烯醇溶液质量的0.2％；所述戊二醛的质量占所述聚乙烯醇质量的0.05％。
所述步骤S14中，调节所述涂膜机的涂膜距离为20μm。
所述步骤S15中，所述热交联处理的温度为85℃。
本发明实施例对所述聚乙烯分离膜1-3和所述改性聚乙烯分离膜1-4的理化性能进行了表征。表1为所述聚乙烯分离膜1-3和所述改性聚乙烯分离膜1-4的水接触角、纯水通量以及纯水通量平均偏差的数据表。
表1
参照表1，所述改性聚乙烯分离膜1的水接触角相比所述聚乙烯分离膜1下降了46％，纯水通量上升了38％，所述改性聚乙烯分离膜2和所述改性聚乙烯分离膜3的水接触角相比所述聚乙烯分离膜2分别下降了53％和51％，纯水通量分别上升了30％和17％，所述改性聚乙烯分离膜4的水接触角相比所述聚乙烯分离膜3下降了36％，纯水通量上升了54％。可见，所述聚乙烯分离膜具有很强的疏水性，所述改性聚乙烯分离膜的亲水接枝层显著降低了所述聚乙烯分离膜的疏水性。
表2为所述聚乙烯分离膜1-3和所述改性聚乙烯分离膜1-4在BSA溶液中进行通量测试得到的第一通量、第一通量平均偏差、BSA截留率以及BSA截留率平均偏差数据表。
表2
参照表2，所述改性聚乙烯分离膜1的第一通量相比所述聚乙烯分离膜1上升了76％，BSA截留率上升了16％，所述改性聚乙烯分离膜2和所述改性聚乙烯分离膜3的第一通量相比所述聚乙烯分离膜2分别上升了51％和44％，BSA截留率分别上升了20％和18％，所述改性聚乙烯分离膜4的第一通量相比所述聚乙烯分离膜3上升了47％，BSA截留率上升了13％。可见，所述聚乙烯分离膜具有很强的疏水性，所述改性聚乙烯分离膜的亲水接枝层显著降低了所述聚乙烯分离膜的疏水性，使得膜表面与所述BSA之间的排斥作用增加，降低了所述BSA在所述改性聚乙烯分离膜上的吸附量，提高了所述改性聚乙烯分离膜的抗污染性能。
表3为所述聚乙烯分离膜1-3和所述改性聚乙烯分离膜1-4在腐殖酸溶液中进行通量测试得到的第二通量、第二通量平均偏差、腐殖酸截留率以及腐殖酸截留率平均偏差数据表。
表3
参照表3，所述改性聚乙烯分离膜1的第二通量相比所述聚乙烯分离膜1上升了70％，腐殖酸截留率上升了10％，所述改性聚乙烯分离膜2和所述改性聚乙烯分离膜3的第二通量相比所述聚乙烯分离膜2分别上升了68％和61％，腐殖酸截留率分别上升了20％和16％，所述改性聚乙烯分离膜4的第二通量相比所述聚乙烯分离膜3上升了67％，腐殖酸截留率上升了14％。可见，所述聚乙烯分离膜具有很强的疏水性，所述改性聚乙烯分离膜的亲水接枝层显著降低了所述聚乙烯分离膜的疏水性，使得膜表面与所述腐殖酸之间的排斥作用增加，降低了所述腐殖酸在所述改性聚乙烯分离膜上的吸附量，提高了所述改性聚乙烯分离膜的抗污染性能。
虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (15)

1.一种聚乙烯分离膜的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：提供聚乙烯分离膜、涂膜机和电晕设备，使用所述电晕设备对所述聚乙烯分离膜进行电晕处理，生成活化分离膜；
S2：配置聚合物混合液，调节所述涂膜机的涂膜距离为8-30μm，用所述聚合物混合液通过所述涂膜机对所述活化分离膜进行单面涂覆处理，得到预处理分离膜，所述聚合物混合液包括亲水聚合物和交联剂；
S3：在20-35℃下对所述预处理分离膜进行1-5分钟的预交联处理，得到预交联分离膜；
S4：在50-85℃下对所述预交联分离膜进行1-20分钟的热交联处理，得到交联分离膜，然后在20-28℃下对所述交联分离膜进行12-24h的定型处理。
2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述电晕处理的输出功率为1.5-5kW，放电频率为10kHz-20kHz，空气间隙为1-2mm，干空气充入速率为1-10升/分钟，环境湿度为40-55％，送卷速度为5-20米/分钟。
3.如权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述输出功率为2-4kW，所述干空气充入速率为5-10升/分钟，所述环境湿度为45％-50％，所述送卷速度为5-15米/分钟。
4.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S2中，将所述亲水聚合物加入到水中进行溶解处理，形成聚合物溶液，向所述聚合物溶液中加入所述交联剂，形成所述聚合物混合液，所述溶解处理的温度为60-90℃，所述亲水聚合物的质量占所述聚合物溶液质量的0.5-10％，所述交联剂的质量占所述亲水聚合物质量的0.01-0.5％。
5.如权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述亲水聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯醇酞酸酯或聚乙烯醇缩甲醛中的任意一种，所述交联剂包括甲醛、戊二醛、对甲苯二醛、草酸、丙二酸、马来酸酐、均苯三甲酰氯、硼酸、环氧氯丙烷或硅烷偶联剂中的任意一种。
6.如权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述亲水聚合物为聚乙烯醇，所述交联剂为戊二醛或马来酸酐中的任意一种，所述聚合物溶液为聚乙烯醇溶液，所述聚乙烯醇的质量占所述聚乙烯醇溶液质量的0.5-5％，所述戊二醛或所述马来酸酐中的任意一种的质量占所述聚乙烯醇质量的0.05-0.1％，所述聚乙烯醇的醇解度为80.0-99.8％，数均分子量为74000-180000。
7.如权利要求7所述的处理方法，其特征在于，所述醇解度为88-99％，所述数均分子量为98000-124000。
8.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述预交联处理的时间为2-5分钟，所述预交联处理的温度为25℃。
9.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述热交联处理的时间为5-10分钟，所述热交联处理的温度为80-85℃，所述定型处理的温度为25℃，所述定型处理的时间为24h。
10.一种使用如权利要求1-9中任一项所述的处理方法得到的改性聚乙烯分离膜，其特征在于，所述改性聚乙烯分离膜包括所述聚乙烯分离膜和亲水接枝层，所述亲水接枝层通过化学键固定在所述聚乙烯分离膜的单面和膜孔内壁，所述聚乙烯分离膜的平均厚度为6-40μm，所述聚乙烯分离膜的孔隙率为30-60％，所述改性聚乙烯分离膜的平均厚度为7-45μm，所述改性聚乙烯分离膜的水接触角为55-84°。
11.如权利要求10所述的改性聚乙烯分离膜，其特征在于，所述亲水接枝层是由亲水聚合物与交联剂进行化学交联反应得到的产物，所述亲水聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯醇酞酸酯或聚乙烯醇缩甲醛中的任意一种，所述交联剂包括甲醛、戊二醛、对甲苯二醛、草酸、丙二酸、马来酸酐、均苯三甲酰氯、硼酸、环氧氯丙烷或硅烷偶联剂中的任意一种，所述交联剂的质量占所述亲水聚合物质量的0.5-10％。
12.如权利要求11所述的改性聚乙烯分离膜，其特征在于，所述亲水聚合物为聚乙烯醇，所述交联剂包括戊二醛或马来酸酐中的任意一种，所述聚乙烯醇的醇解度为80.0-99.8％，所述聚乙烯醇的数均分子量为74000-180000，所述戊二醛或马来酸酐中的任意一种的质量占所述聚乙烯醇质量的0.5-5％。
13.如权利要求10所述的改性聚乙烯分离膜，其特征在于，所述聚乙烯分离膜的组成材料包括超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯，所述超高分子量聚乙烯和所述高密度聚乙烯的质量比为1:1-1:5，所述超高分子量聚乙烯的数均分子量为1×106-8×106，所述高密度聚乙烯的数均分子量为3×106。
14.如权利要求10所述的改性聚乙烯分离膜，其特征在于，所述改性聚乙烯分离膜在浓度为100mg/L的牛血清蛋白溶液中进行3h的通量测试后，所述改性聚乙烯分离膜的通量为122-225L/m2.h.bar，牛血清蛋白截留率为75-93％。
15.如权利要求10所述的改性聚乙烯分离膜，其特征在于，所述改性聚乙烯分离膜在浓度为5mg/L的腐殖酸溶液中进行3h的通量测试后，所述改性聚乙烯分离膜的通量为122-225L/m2.h.bar，腐殖酸截留率为87-97％。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112473401A (zh) * 2020-11-06 2021-03-12 上海恩捷新材料科技有限公司 聚乙烯微多孔膜、聚乙烯基纳滤膜及其制备方法
CN112831080A (zh) * 2021-03-10 2021-05-25 广东源诚塑业有限公司 一种表面亲水的聚乙烯的制备方法
CN113466003A (zh) * 2021-06-21 2021-10-01 无锡恩捷新材料科技有限公司 一种测试超高分子量聚乙烯内含金属异物的样品的制样方法及其制样装置
CN114452845A (zh) * 2021-12-31 2022-05-10 浙江机电职业技术学院 抗污染反渗透膜及其制备方法和应用
WO2023115806A1 (zh) * 2021-12-23 2023-06-29 江阴纳力新材料科技有限公司 改性聚合物膜及其制备方法、金属化聚合物膜与应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10250316A1 (de) * 2002-10-29 2004-05-19 Daimlerchrysler Ag Modifizierung von Fasern, Vliesen und Geweben und deren Einsatz in Brennstoffzellen
CN1817427A (zh) * 2006-01-13 2006-08-16 浙江大学 电晕诱导接枝进行聚合物微孔膜改性的方法
CN101439266A (zh) * 2008-11-25 2009-05-27 浙江大学 一种聚合物微孔膜表面改性方法
CN108211814A (zh) * 2018-03-23 2018-06-29 北京工业大学 一种聚四氟乙烯多孔膜亲水改性方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10250316A1 (de) * 2002-10-29 2004-05-19 Daimlerchrysler Ag Modifizierung von Fasern, Vliesen und Geweben und deren Einsatz in Brennstoffzellen
CN1817427A (zh) * 2006-01-13 2006-08-16 浙江大学 电晕诱导接枝进行聚合物微孔膜改性的方法
CN101439266A (zh) * 2008-11-25 2009-05-27 浙江大学 一种聚合物微孔膜表面改性方法
CN108211814A (zh) * 2018-03-23 2018-06-29 北京工业大学 一种聚四氟乙烯多孔膜亲水改性方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
全国中等卫生学校试用教材《药剂学》编写组: "《全国中等卫生学校试用教材 药剂学》", 31 May 1980 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112473401A (zh) * 2020-11-06 2021-03-12 上海恩捷新材料科技有限公司 聚乙烯微多孔膜、聚乙烯基纳滤膜及其制备方法
CN112831080A (zh) * 2021-03-10 2021-05-25 广东源诚塑业有限公司 一种表面亲水的聚乙烯的制备方法
CN113466003A (zh) * 2021-06-21 2021-10-01 无锡恩捷新材料科技有限公司 一种测试超高分子量聚乙烯内含金属异物的样品的制样方法及其制样装置
WO2023115806A1 (zh) * 2021-12-23 2023-06-29 江阴纳力新材料科技有限公司 改性聚合物膜及其制备方法、金属化聚合物膜与应用
WO2023116855A1 (zh) * 2021-12-23 2023-06-29 江阴纳力新材料科技有限公司 改性聚合物膜及其制备方法、金属化聚合物膜与应用
CN114452845A (zh) * 2021-12-31 2022-05-10 浙江机电职业技术学院 抗污染反渗透膜及其制备方法和应用

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