CN109092085A - 一种光诱导聚四氟乙烯亲水改性方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光诱导聚四氟乙烯亲水改性方法，包括如下步骤：步骤一：将带基材的膨化双向拉伸的聚四氟乙烯微孔疏水膜，用丙酮液抽吸，超声波漂洗，压水烘干后得到接枝改性基膜；步骤二：将步骤一得到的接枝改性基膜在惰性气体环境的光照仓内浸泡于接枝改性液中，再通过仓内的淋水装置淋水后进入紫外照射仓，紫外照射后得到新型聚四氟乙烯亲水改性膜。采用本发明的光诱导聚四氟乙烯亲水改性方法，步骤简单易于实现，能够实现聚四氟乙烯微孔膜的长效亲水性，满足生产和使用的需要，具有良好的经济效益。

Description

一种光诱导聚四氟乙烯亲水改性方法
技术领域
本发明涉及聚四氟乙烯膜的改性领域，尤其涉及一种光诱导聚四氟乙烯亲水改性方法。
背景技术
膜分离是一种环保、低耗的物理分离方法，近年来被广泛应用于污水处理、气体除尘等诸多领域。聚四氟乙烯(PTFE)膜材料由于其独特的分子结构而具有耐酸、耐碱、耐高低温等优点，可适应于各种过滤环境。但是，由于PTFE膜材料的表面张力低，膜材料的疏水性极强，这导致PTFE膜材料无法被应用于水液体的分离过滤，因此对PTFE膜材料进行亲水改性已成为膜分离学科的重要课题。常规工艺有：高温熔融法、辐射接枝法、激光、等离子接枝法、浸渍涂覆法、力化学法、湿化学法等，而众多接枝法中湿化学法由于最经济，工艺最简单被广泛应用。然而湿化学接枝法改性的PTFE膜亲水性使用期很短，且被接枝的亲水基团在强酸、强碱、高低温的溶液中很容易脱落造成疏水性被还原，直接影响水液体的分离过滤。
发明内容
为解决现有的技术问题，本发明提供了一种光诱导聚四氟乙烯亲水改性方法。
本发明的具体内容如下：一种光诱导聚四氟乙烯亲水改性方法，包括如下步骤：
步骤一：将带基材的膨化双向拉伸的聚四氟乙烯微孔疏水膜，用丙酮液抽吸，超声波漂洗，压水烘干后得到接枝改性基膜；
步骤二：将步骤一得到的接枝改性基膜在惰性气体环境的光照仓内浸泡于接枝改性液中，再通过仓内的淋水装置淋水后进入紫外照射仓，紫外照射后得到新型聚四氟乙烯亲水改性膜。
进一步的，所述接枝改性液是将丙烯酸共聚物与稀土金属混合盐酸，调节ph1.0-1.3得到稀土离子合成聚合物稀土配合物。
进一步的，所述稀土金属为镧、铈、镨和钕中的一种。
进一步的，步骤一中聚四氟乙烯微孔疏水膜的厚度为30-50um，孔径为0.1-0.45um。
进一步的，步骤一中丙酮液抽吸的时间为50-70min，超声波漂洗的时间为50-70min。
进一步的，步骤二中接枝改性基膜浸泡接枝改性液的时间为25-35min。
进一步的，步骤二中紫外照射的紫外线波长为145nm，功率密度为110W/cm2，紫外照射的时间为15min。
进一步的，步骤二在紫外照射后通过超声浸洗取出杂质残留物后自然晾干。
本发明的改性方法的原理是：在紫外照射过程中稀土离子合成的配合物在酸性介质中受光氧化性和强氧化性二者之间相互循环转化引发，促进了紫外光诱导氟塑料基材表面产生自由基，进而引发多种聚合物在氟塑料表面的固定，使聚四氟乙烯微孔疏水膜的水接触角从120°下降到60°从而得到高亲水性的聚四氟乙烯微孔膜。
本发明的有益效果：采用本发明的光诱导聚四氟乙烯亲水改性方法，步骤简单易于实现，能够实现聚四氟乙烯微孔膜的长效亲水性，满足生产和使用的需要，具有良好的经济效益。
具体实施方式
实施例1
一种光诱导聚四氟乙烯亲水改性方法，包括如下步骤：
步骤一：将带基材的厚度为30um，孔径为0.1um的膨化双向拉伸的聚四氟乙烯微孔疏水膜，用丙酮液抽吸50min，再超声波漂洗50min，压水烘干后得到接枝改性基膜；
步骤二：将丙烯酸共聚物和镧混合盐酸，调节ph1.0-1.3得到稀土离子合成聚合物稀土配合物，将步骤一得到的接枝改性基膜在惰性气体环境的光照仓内浸泡于接枝改性液中，浸泡25min，再通过仓内的淋水装置淋水后进入紫外照射仓，在波长为145nm，功率密度为110W/cm2的紫外线照射后得到新型聚四氟乙烯亲水改性膜。
再通过超声浸洗取出杂质残留物后自然晾干，得到的新型聚四氟乙烯亲水改性膜水接触角由121.7°下降到68.3°。
实施例2
一种光诱导聚四氟乙烯亲水改性方法，包括如下步骤：
步骤一：将带基材的厚度为40um，孔径为0.3um的膨化双向拉伸的聚四氟乙烯微孔疏水膜，用丙酮液抽吸60min，再超声波漂洗60min，压水烘干后得到接枝改性基膜；
步骤二：将丙烯酸共聚物和铈混合盐酸，调节ph1.0-1.3得到稀土离子合成聚合物稀土配合物，将步骤一得到的接枝改性基膜在惰性气体环境的光照仓内浸泡于接枝改性液中，浸泡30min，再通过仓内的淋水装置淋水后进入紫外照射仓，在波长为145nm，功率密度为110W/cm2的紫外线照射后得到新型聚四氟乙烯亲水改性膜。
再通过超声浸洗取出杂质残留物后自然晾干，得到的新型聚四氟乙烯亲水改性膜水接触角由127.5°下降到65.2°。
实施例3
一种光诱导聚四氟乙烯亲水改性方法，包括如下步骤：
步骤一：将带基材的厚度为50um，孔径为0.45um的膨化双向拉伸的聚四氟乙烯微孔疏水膜，用丙酮液抽吸60min，再超声波漂洗60min，压水烘干后得到接枝改性基膜；
步骤二：将丙烯酸共聚物和镨混合盐酸，调节ph1.0-1.3得到稀土离子合成聚合物稀土配合物，将步骤一得到的接枝改性基膜在惰性气体环境的光照仓内浸泡于接枝改性液中，浸泡30min，再通过仓内的淋水装置淋水后进入紫外照射仓，在波长为145nm，功率密度为110W/cm2的紫外线照射后得到新型聚四氟乙烯亲水改性膜。
再通过超声浸洗取出杂质残留物后自然晾干，得到的新型聚四氟乙烯亲水改性膜水接触角由120.3°下降到64.7°。
实施例4
步骤一：将带基材的厚度为50um，孔径为0.45um的膨化双向拉伸的聚四氟乙烯微孔疏水膜，用丙酮液抽吸70min，再超声波漂洗70min，压水烘干后得到接枝改性基膜；
步骤二：将丙烯酸共聚物和钕混合盐酸，调节ph1.0-1.3得到稀土离子合成聚合物稀土配合物，将步骤一得到的接枝改性基膜在惰性气体环境的光照仓内浸泡于接枝改性液中，浸泡35min，再通过仓内的淋水装置淋水后进入紫外照射仓，在波长为145nm，功率密度为110W/cm2的紫外线照射后得到新型聚四氟乙烯亲水改性膜。
再通过超声浸洗取出杂质残留物后自然晾干，得到的新型聚四氟乙烯亲水改性膜水接触角由120.3°下降到60.2°。
在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种光诱导聚四氟乙烯亲水改性方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：将带基材的膨化双向拉伸的聚四氟乙烯微孔疏水膜，用丙酮液抽吸，超声波漂洗，压水烘干后得到接枝改性基膜；
步骤二：将步骤一得到的接枝改性基膜在惰性气体环境的光照仓内浸泡于接枝改性液中，再通过仓内的淋水装置淋水后进入紫外照射仓，紫外照射后得到新型聚四氟乙烯亲水改性膜。
2.根据权利要求1所述的光诱导聚四氟乙烯亲水改性方法，其特征在于：所述接枝改性液是将丙烯酸共聚物与稀土金属混合盐酸，调节ph1.0-1.3得到稀土离子合成聚合物稀土配合物。
3.根据权利要求2所述的光诱导聚四氟乙烯亲水改性方法，其特征在于：所述稀土金属为镧、铈、镨和钕中的一种。
4.根据权利要求1所述的光诱导聚四氟乙烯亲水改性方法，其特征在于：步骤一中聚四氟乙烯微孔疏水膜的厚度为30-50um，孔径为0.1-0.45um。
5.根据权利要求1所述的光诱导聚四氟乙烯亲水改性方法，其特征在于：步骤一中丙酮液抽吸的时间为50-70min，超声波漂洗的时间为50-70min。
6.根据权利要求1所述的光诱导聚四氟乙烯亲水改性方法，其特征在于：步骤二中接枝改性基膜浸泡接枝改性液的时间为25-35min。
7.根据权利要求1所述的光诱导聚四氟乙烯亲水改性方法，其特征在于：步骤二中紫外照射的紫外线波长为145nm，功率密度为110W/cm2，紫外照射的时间为15min。
8.根据权利要求1所述的光诱导聚四氟乙烯亲水改性方法，其特征在于：步骤二在紫外照射后通过超声浸洗取出杂质残留物后自然晾干。
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