CN109395593A - 一种亲水的聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种亲水性抗污染聚偏氟乙烯膜的制备方法，将聚偏氟乙烯粉末溶解于N,N一二甲基甲酰胺，在30‑50℃下搅拌12‑24小时，得到PVDF中空纤维膜铸膜液；然后将所述的PVDF中空纤维膜铸膜液通过中空纤维膜纺丝机形成聚偏氟乙烯中空纤维膜原膜；将所述的聚偏氟乙烯中空纤维原膜浸渍在碱性溶液中2‑5小时，用去离子水清洗，然后浸泡在引发剂和亲水性单体溶于水配置的反应混合液中，在60‑80℃下搅拌反应3.5‑5.5小时，待反应完成之后，用去离子水清洗，得到亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜。本发明的制备方法简单、制备工艺易于操作，不需要大型的设备仪器，对设备要求低，在制备过程中不会对人体造成危害易于工业化大规模生产。

Description

一种亲水的聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种亲水的聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法。
背景技术
膜分离是指借助膜的选择渗透作用，在外界能量或化学位差的推动下对混合物中溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集。与传统水处理技术相比，膜分离技术具有分离效率高，装置简单，能耗低，占地面积小，不受设置场合限制，操作管理方便等诸多突出优点，是一种高效的水处理新技术。膜生物反应器(MBR)技术是一种膜分离技术与生物处理技术相结合的污水处理技术，由于膜的高效截留作用，微生物被完全截留在反应器中，实现水力停留时间与污泥停留时间的彻底分离，使其具有占地省、去除效率高、出水水质稳定、污泥产量低等优点，在污水处理工艺中应用前景非常广阔。但是由于一般使用的膜亲水性不够，从而在膜生物反应器运行过程中，微生物和一些有机物质会吸附在膜表面从而使膜收到污染，降低水通量，增加膜生物反应器运行的能耗和运用成本，制约着膜技术和膜生物反应器的运用。
目前常用与膜生物反应器中的膜材料一般有聚偏氟乙烯膜(PVDF)、聚丙烯膜(PP)、聚醚砜膜(PES)、聚砜膜(PSf)等高分子膜材料。这些高分子材料都是具有良好的机械稳定性、抗菌性和较好的化学稳定性，但这些高分子材料由于表面没有亲水基团，因此制成的膜表面具有较高的疏水，在利用这些膜过滤时很容易吸附一些蛋白质、有机物等疏水的污染物造成膜污染，从而使膜在运行过程中随着时间的增加通量逐渐下降，因此制备出一种具有亲水性较高的膜，从而使制备出的膜具有较高的抗污染性好、过滤速度快显得尤为必要。
现在膜生物反应器中使用的最多的膜就是聚偏氟乙烯膜，聚偏氟乙烯(PVDF)是一种半结晶聚合物，具有良好的热稳定性、耐化学稳定性和抗紫外线辐射能力，所以聚偏氟乙烯膜也具有这些优异的性能，而且最主要的是聚偏氟乙烯具有抗菌性能，在微生物环境中也不会改变它的其他性能，但是聚偏氟乙烯由于氟原子的存在，使得其具有较高的疏水性和与生物的不相容性，因此实际应用中容易引起非特异性蛋白质吸附，在膜生物反应器运行中很容易造成膜污染，限制了其在很多领域多方面的应用。
聚偏氟乙烯膜的改性方法很多，常见的有共混改性、共聚改性、表面物理改性和表面化学改性这四种。表面化学改性是其中一种很重要的方法，目前常见的表面化学改性是通过等离子、臭氧或者是流体二氧化碳等先进行预处理，在膜表面导入引发点,然后再通过原子转移自由基的方法在表面接枝上具有一些特殊功能性的单体，这种方法需要聚合物长时间接受离子的照射，因此聚偏氟乙烯膜的结构容易遭受破坏，并且这些辐射的离子对人体具有一定的危害性，限制了大规模的生产，在一定程度上限制了这些改性技术的在工业上的应用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有制备聚偏氟乙烯中空纤维膜技术的缺点，提供了一种亲水性抗污染聚偏氟乙烯膜的制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明利用聚偏氟乙烯中空纤维膜的氟原子在碱性的条件下脱氟而形成双键，然后在引发剂作用下利用自由基聚合的方法在聚偏氟乙烯中空纤维膜表面接枝上具有亲水性功能的小分子物质，从而得到具有亲水性和抗污染性能的聚偏氟乙烯中空纤维膜。
较为具体的，本发明所述的亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法包括以下步骤：
1)聚偏氟乙烯中空纤维原膜的制备
将聚偏氟乙烯粉末溶解于N,N一二甲基甲酰胺，配成质量分数为20-35％的聚偏氟乙烯溶液，在30-50℃下搅拌12-24小时，然后静置除去气泡，得到PVDF中空纤维膜铸膜液；然后将所述的PVDF中空纤维膜铸膜液加入到中空纤维膜纺丝机的储存罐中，在0.05-0.1MPa压力条件下将所述的PVDF中空纤维膜铸膜液通过喷头喷出纺丝，然后将纺丝浸没在20～30℃凝固浴中24～48h(一般为水)得到中空纤维膜丝，然后将所述的中空纤维膜丝缠绕在牵引轮上形成聚偏氟乙烯中空纤维膜原膜；
2)亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备
将步骤1)制备的聚偏氟乙烯中空纤维原膜浸渍在碱性溶液中2-5小时，然后用去离子水清洗浸渍后的聚偏氟乙烯中空纤维膜，再把清洗后的聚偏氟乙烯中空纤维膜浸泡在反应混合液中，在60-80℃下搅拌反应3.5-5.5小时，待反应完成之后，用去离子水清洗聚偏氟乙烯中空纤维膜，得到亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜；所述的碱性溶液为碱性物质溶于醇和水的混合液中，所述的碱性物质的质量分数为3-20％；所述的反应混合液由引发剂和亲水性单体溶于水配置得到；所述的引发剂的初始终浓度为1-5％wt；所述的亲水性单体的初始终浓度为1-5％wt；所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰或过硫酸钾；所述的亲水性单体为丙烯酰吗啡、丙烯酰胺或N,N-亚甲基二丙烯酰胺中的一种或任意几种的混合物；所述的引发剂和所述的亲水性单体的质量比为1：1。
进一步，步骤2)中，所述的碱性物质为氢氧化钠或氢氧化钾。
进一步，步骤2)中，所述的醇为乙醇。
进一步，步骤2)中，所述的醇和水的体积比为1:1。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明利用卤素取代物在强碱醇溶液、强氧化性碱溶液、强碱溶液等环境中能脱去卤素从而形成双键，然后在利用引发剂打开双键形成自由基，与其他的小分子物质发生反应的原理化学接枝制备亲水性的聚偏氟乙烯中空纤维膜，使得制备得到的聚偏氟乙烯中空纤维膜具有较高的亲水性和抗污染性能。
(2)本发明所述的方法制备得到的具有亲水性和抗污染聚偏氟乙烯中空纤维膜不仅具有良好的亲水性和抗污染性能，而且还能保持聚偏氟乙烯主链结构没有被破坏，因而具有该制备方法制备得到的亲水性的聚偏氟乙烯中空纤维膜和聚偏氟乙烯原膜具有一样的良好物理和机械稳定性能。
(3)本发明的制备方法简单、制备工艺易于操作，不需要大型的设备仪器，对设备要求低，在制备过程中不会对人体造成危害易于工业化大规模生产。
附图说明
图1为实施例1～7的接触角和纯水通量参数图。
图2纯水通量测试装置图，其中1亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜，2水箱，3流量计，4是压力表，5是抽吸泵，6是管道，7有机玻璃管，8收集箱。
具体实施方式
下面通过实施例来对本发明的技术方案作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1
配制PVDF中空纤维膜的铸膜液：将PVDF聚合物溶解在N,N-二甲基甲酰胺有机试剂中配制成25％质量分数的溶液，在35℃温度下搅拌24小时，使PVDF完全溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，然后放置在超声仪中超声1小时，除去铸膜液中的气泡，再静止放置12小时就可得到PVDF中空纤维膜铸膜液。
PVDF中空纤维原膜的制备：将配制好的PVDF中空纤维膜铸膜液加入到中空纤维膜纺丝机的储料罐中，通过加压(压力为0.05-0.1MPa)将铸膜液从喷头喷出纺丝，然后将纺丝浸没在水凝固浴中24h(温度为25℃)，待溶剂交换后成膜，然后经牵引轮缠绕成中空纤维膜丝，就制备得到了聚偏氟乙烯中空纤维膜原膜。
亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备:将上述制备得到的PVDF中空纤维膜原膜浸泡在质量分数为3％氢氧化钠的碱醇(水与乙醇的体积比是1:1)溶液中3小时，然后用去离子水清洗几遍中空纤维膜表面多余的碱性醇溶液，然后再把冲洗后的PVDF中空纤维膜浸泡在加入了质量分数为2％的过硫酸钾引发剂和质量分数为2％丙烯酰吗啡亲水性单体的水溶液中，在65℃温度下反应4小时，然后将反应后的PVDF中空纤维膜用清水冲洗几遍后把制备得到的亲水的PVDF中空纤维膜浸泡在去离子水中待用。然后将测试制备得到的亲水的PVDF中空纤维膜的纯水通量和接触角，用实验室自制的纯水通量测试装置测试纯水通量，所述的装置包括亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜1、水箱2、流量计3、压力表4、抽吸泵5、管道6、有机玻璃管7及收集箱8，所述的有机玻璃管7出口端安装有亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜1，入口端通过管道6依次与流量计3、压力表4、抽吸泵5进口连接，所述的抽吸泵5的出口与所述的收集箱8连接。
测试时所述压力表4的压力保持在0.1MPa，测试的PVDF改性膜的有效面积为50cm2，测试5分钟纯水通过膜的体积，然后通过公式得出膜纯水的通量的值，利用动态接触角测定仪测试改性后的这些膜的接触角，并至少测试5次，得到平均值。
实施例2
配制PVDF中空纤维膜的铸膜液：将PVDF聚合物溶解在N,N-二甲基甲酰胺有机试剂中配制成25％质量分数的溶液，在35℃温度下搅拌24小时，使PVDF完全溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，然后放置在超声仪中超声1小时，除去铸膜液中的气泡，再静止放置12小时就可得到PVDF中空纤维膜铸膜液。
PVDF中空纤维原膜的制备：将配制好的PVDF中空纤维膜铸膜液加入到中空纤维膜纺丝机的储料罐中，通过加压将铸膜液从喷头喷出纺丝，然后将纺丝浸没在水凝固浴中24h(温度为25℃)，待溶剂交换后成膜，然后经牵引轮缠绕成中空纤维膜丝，就制备得到了聚偏氟乙烯中空纤维膜原膜。
亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备:将上述制备得到的PVDF中空纤维膜原膜浸泡在3％氢氧化钠的碱醇(水与乙醇的体积比是1:1)溶液中3小时，然后用去离子水清洗几遍中空纤维膜表面多余的碱性醇溶液，然后再把冲洗后的PVDF中空纤维膜浸泡在加入了质量分数为2％的过氧化苯甲酰引发剂和质量分数为2％丙烯酰胺亲水性单体的水溶液中，在65℃温度下反应4小时，然后将反应后的PVDF中空纤维膜用清水冲洗几遍后把制备得到的亲水的PVDF中空纤维膜浸泡在去离子水中待用。然后将测试制备得到的亲水的PVDF中空纤维膜的纯水通量和接触角，用实验室自制的纯水通量测试装置(同
实施例1)测试纯水通量：
测试时的压力保持在0.1MPa，测试的PVDF改性膜的有效面积为50cm2，测试5分钟纯水通过膜的体积，然后通过公式得出膜纯水的通量的值，利用动态接触角测定仪测试改性后的这些膜的接触角，并至少测试5次，得到平均值。
实施例3
配制PVDF中空纤维膜的铸膜液：将PVDF聚合物溶解在N,N-二甲基甲酰胺有机试剂中配制成25％质量分数的溶液，在35℃温度下搅拌24小时，使PVDF完全溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，然后放置在超声仪中超声1小时，除去铸膜液中的气泡，再静止放置12小时就可得到PVDF中空纤维膜铸膜液。
PVDF中空纤维原膜的制备：将配制好的PVDF中空纤维膜铸膜液加入到中空纤维膜纺丝机的储料罐中，通过加压将铸膜液从喷头喷出纺丝，然后将纺丝浸没在水凝固浴中36h(温度为25℃)，待溶剂交换后成膜，然后经牵引轮缠绕成中空纤维膜丝，就制备得到了聚偏氟乙烯中空纤维膜原膜。
亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备:将上述制备得到的PVDF中空纤维膜原膜浸泡在3％氢氧化钠的碱醇(水与乙醇的体积比是1:1)溶液中3小时，然后用去离子水清洗几遍中空纤维膜表面多余的碱性醇溶液，然后再把冲洗后的PVDF中空纤维膜浸泡在加入了质量分数为2％的过硫酸钾引发剂和质量分数为2％N,N-亚甲基二丙烯酰胺亲水性单体的水溶液中，在65℃温度下反应4小时，然后将反应后的PVDF中空纤维膜用清水冲洗几遍后把制备得到的亲水的PVDF中空纤维膜浸泡在去离子水中待用。然后将测试制备得到的亲水的PVDF中空纤维膜的纯水通量和接触角，用实验室自制的纯水通量测试装置(同实施例1)测试纯水通量：
测试时的压力保持在0.1MPa，测试的PVDF改性膜的有效面积为50cm2，测试5分钟纯水通过膜的体积，然后通过公式得出膜纯水的通量的值，利用动态接触角测定仪测试改性后的这些膜的接触角，并至少测试5次，得到平均值。
实施例4
配制PVDF中空纤维膜的铸膜液：将PVDF聚合物溶解在N,N-二甲基甲酰胺有机试剂中配制成25％质量分数的溶液，在35℃温度下搅拌24小时，使PVDF完全溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，然后放置在超声仪中超声1小时，除去铸膜液中的气泡，再静止放置12小时就可得到PVDF中空纤维膜铸膜液。
PVDF中空纤维原膜的制备：将配制好的PVDF中空纤维膜铸膜液加入到中空纤维膜纺丝机的储料罐中，通过加压将铸膜液从喷头喷出纺丝，然后将纺丝浸没在水凝固浴中48h(温度为25℃)，待溶剂交换后成膜，然后经牵引轮缠绕成中空纤维膜丝，就制备得到了聚偏氟乙烯中空纤维膜原膜。
亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备:将上述制备得到的PVDF中空纤维膜原膜浸泡在3％氢氧化钠的碱醇(水与乙醇的体积比是1:1)溶液中3小时，然后用去离子水清洗几遍中空纤维膜表面多余的碱性醇溶液，然后再把冲洗后的PVDF中空纤维膜浸泡在加入了质量分数为2％的过硫酸钾引发剂和质量分数为2％丙烯酰吗啡亲水性单体的水溶液中，在65℃温度下反应3.5小时，然后将反应后的PVDF中空纤维膜用清水冲洗几遍后把制备得到的亲水的PVDF中空纤维膜浸泡在去离子水中待用。然后将测试制备得到的亲水的PVDF中空纤维膜的纯水通量和接触角，用实验室自制的纯水通量测试装置(同
实施例1)测试纯水通量：
测试时的压力保持在0.1MPa，测试的PVDF改性膜的有效面积为50cm2，测试5分钟纯水通过膜的体积，然后通过公式得出膜纯水的通量的值，利用动态接触角测定仪测试改性后的这些膜的接触角，并至少测试5次，得到平均值。
实施例5
配制PVDF中空纤维膜的铸膜液：将PVDF聚合物溶解在N,N-二甲基甲酰胺有机试剂中配制成25％质量分数的溶液，在35℃温度下搅拌24小时，使PVDF完全溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，然后放置在超声仪中超声1小时，除去铸膜液中的气泡，再静止放置12小时就可得到PVDF中空纤维膜铸膜液。
PVDF中空纤维原膜的制备：将配制好的PVDF中空纤维膜铸膜液加入到中空纤维膜纺丝机的储料罐中，通过加压将铸膜液从喷头喷出纺丝，然后将纺丝浸没在水凝固浴中48h(温度为25℃)，待溶剂交换后成膜，然后经牵引轮缠绕成中空纤维膜丝，就制备得到了聚偏氟乙烯中空纤维膜原膜。
亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备:将上述制备得到的PVDF中空纤维膜原膜浸泡在3％氢氧化钠的碱醇(水与乙醇的体积比是1:1)溶液中3小时，然后用去离子水清洗几遍中空纤维膜表面多余的碱性醇溶液，然后再把冲洗后的PVDF中空纤维膜浸泡在加入了质量分数为2％的过硫酸钾引发剂和质量分数为2％丙烯酰吗啡亲水性单体的水溶液中，在65℃温度下反应4.5小时，然后将反应后的PVDF中空纤维膜用清水冲洗几遍后把制备得到的亲水的PVDF中空纤维膜浸泡在去离子水中待用。然后将测试制备得到的亲水的PVDF中空纤维膜的纯水通量和接触角，用实验室自制的纯水通量测试装置(同实施例1)测试纯水通量：
测试时的压力保持在0.1MPa，测试的PVDF改性膜的有效面积为50cm2，测试5分钟纯水通过膜的体积，然后通过公式得出膜纯水的通量的值，利用动态接触角测定仪测试改性后的这些膜的接触角，并至少测试5次，得到平均值。实施例6
配制PVDF中空纤维膜的铸膜液：将PVDF聚合物溶解在N,N-二甲基甲酰胺有机试剂中配制成25％质量分数的溶液，在35℃温度下搅拌24小时，使PVDF完全溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，然后放置在超声仪中超声1小时，除去铸膜液中的气泡，再静止放置12小时就可得到PVDF中空纤维膜铸膜液。
PVDF中空纤维原膜的制备：将配制好的PVDF中空纤维膜铸膜液加入到中空纤维膜纺丝机的储料罐中，通过加压将铸膜液从喷头喷出纺丝，然后将纺丝浸没在水凝固浴中48h(温度为25℃)，待溶剂交换后成膜，然后经牵引轮缠绕成中空纤维膜丝，就制备得到了聚偏氟乙烯中空纤维膜原膜。
亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备:将上述制备得到的PVDF中空纤维膜原膜浸泡在3％氢氧化钠的碱醇(水与乙醇的体积比是1:1)溶液中3小时，然后用去离子水清洗几遍中空纤维膜表面多余的碱性醇溶液，然后再把冲洗后的PVDF中空纤维膜浸泡在加入了质量分数为2％的过硫酸钾引发剂和质量分数为2％丙烯酰吗啡亲水性单体的水溶液中，在65℃温度下反应5小时，然后将反应后的PVDF中空纤维膜用清水冲洗几遍后把制备得到的亲水的PVDF中空纤维膜浸泡在去离子水中待用。然后将测试制备得到的亲水的PVDF中空纤维膜的纯水通量和接触角，用实验室自制的纯水通量测试装置测试纯水通量(同实施例1)：
测试时的压力保持在0.1MPa，测试的PVDF改性膜的有效面积为50cm2，测试5分钟纯水通过膜的体积，然后通过公式得出膜纯水的通量的值，利用动态接触角测定仪测试改性后的这些膜的接触角，并至少测试5次，得到平均值。
实施例7
配制PVDF中空纤维膜的铸膜液：将PVDF聚合物溶解在N,N-二甲基甲酰胺有机试剂中配制成25％质量分数的溶液，在35℃温度下搅拌24小时，使PVDF完全溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，然后放置在超声仪中超声1小时，除去铸膜液中的气泡，再静止放置12小时就可得到PVDF中空纤维膜铸膜液。
PVDF中空纤维原膜的制备：将配制好的PVDF中空纤维膜铸膜液加入到中空纤维膜纺丝机的储料罐中，通过加压将铸膜液从喷头喷出纺丝，然后将纺丝浸没在水凝固浴中24h(温度为25℃)，待溶剂交换后成膜，然后经牵引轮缠绕成中空纤维膜丝，就制备得到了聚偏氟乙烯中空纤维膜原膜。
亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备:将上述制备得到的PVDF中空纤维膜原膜浸泡在3％氢氧化钠的碱醇(水与乙醇的体积比是1:1)溶液中3小时，然后用去离子水清洗几遍中空纤维膜表面多余的碱性醇溶液，然后再把冲洗后的PVDF中空纤维膜浸泡在加入了质量分数为2％的过硫酸钾引发剂和质量分数为2％丙烯酰吗啡亲水性单体的水溶液中，在65℃温度下反应5.5小时，然后将反应后的PVDF中空纤维膜用清水冲洗几遍后把制备得到的亲水的PVDF中空纤维膜浸泡在去离子水中待用。然后将测试制备得到的亲水的PVDF中空纤维膜的纯水通量和接触角，用实验室自制的纯水通量测试装置(同实施例1)测试纯水通量，
测试时的压力保持在0.1MPa，测试的PVDF改性膜的有效面积为50cm2，测试5分钟纯水通过膜的体积，然后通过公式得出膜纯水的通量的值，利用动态接触角测定仪测试改性后的这些膜的接触角，并至少测试5次，得到平均值。
从图1中可以看出，实例5的性能最好，实例5的接触角最低，通量最大，说明质量分数为2％的过硫酸钾引发剂和质量分数为2％丙烯酰吗啡亲水性单体以及接枝时间为4.5小时后改性得到的PVDF膜的性能是最好的，从其他实例的接触角和通量中变化中也可以看出其他的引发剂和亲水单体在不同的接枝时间后改性得到的PVDF膜的性能也有较大的提高，但是实例5改性后的PVDF膜性能提升的最多。

Claims (5)

1.一种亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法，其特征在于：所述的方法按照如下步骤进行制备：
1)聚偏氟乙烯中空纤维原膜的制备
将聚偏氟乙烯粉末溶解于N,N一二甲基甲酰胺，配成质量分数为20-35％的聚偏氟乙烯溶液，在30-50℃下搅拌12-24小时，然后静置除去气泡，得到PVDF中空纤维膜铸膜液；然后将所述的PVDF中空纤维膜铸膜液加入到中空纤维膜纺丝机的储存罐中，在0.05-0.1MPa压力条件下将所述的PVDF中空纤维膜铸膜液通过喷头喷出纺丝，然后将纺丝浸没在20～30℃凝固浴中24～48h，得到中空纤维膜丝，然后将所述的中空纤维膜丝缠绕在牵引轮上形成聚偏氟乙烯中空纤维膜原膜；
2)亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备
将步骤1)制备的聚偏氟乙烯中空纤维原膜浸渍在碱性溶液中2-5小时，然后用去离子水清洗浸渍后的聚偏氟乙烯中空纤维膜，再把清洗后的聚偏氟乙烯中空纤维膜浸泡在反应混合液中，在60-80℃下搅拌反应3.5-5.5小时，待反应完成之后，用去离子水清洗聚偏氟乙烯中空纤维膜，得到亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜；所述的碱性溶液为碱性物质溶于醇和水的混合液中，所述的碱性物质的质量分数为3-20％；所述的反应混合液由引发剂和亲水性单体溶于水配置得到；所述的反应混合液中，所述的引发剂的初始终浓度为1-5％wt，所述的亲水性单体的初始终浓度为1-5％wt；所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰或过硫酸钾；所述的亲水性单体为丙烯酰吗啡、丙烯酰胺或N,N-亚甲基二丙烯酰胺中的一种或任意几种的混合物；所述的引发剂和所述的亲水性单体的质量比为1：1。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述的凝固浴为水。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述的碱性物质为氢氧化钠或氢氧化钾。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述的醇为乙醇。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述的醇和水的体积比为1:1。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113368711A (zh) * 2021-07-20 2021-09-10 浙江工业大学 一种高性能的mabr中空纤维复合膜制备方法
CN113828162A (zh) * 2020-06-23 2021-12-24 三达膜科技（厦门）有限公司 一种可持续亲水改性聚偏氟乙烯中空膜的制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090024393A (ko) * 2007-09-04 2009-03-09 (주)필로스 개질화된 불소수지막의 제조방법
CN101733023A (zh) * 2010-02-02 2010-06-16 顾涌 聚偏氟乙烯中空纤维膜的制造方法
CN102029114A (zh) * 2010-11-22 2011-04-27 杭州卫士环保科技有限公司 一种亲水性的中空纤维膜及其制备方法
CN102580574A (zh) * 2012-02-29 2012-07-18 福州大学 一种抗污染自清洁聚偏氟乙烯膜及其制备方法
CN103861480A (zh) * 2014-03-21 2014-06-18 东华大学 一种亲水性聚偏氟乙烯平板膜和中空纤维膜的制备方法
CN104548961A (zh) * 2014-12-24 2015-04-29 福州大学 一种亲水性抗污染聚偏氟乙烯膜的制备方法
CN106334459A (zh) * 2016-10-11 2017-01-18 常州市鼎升环保科技有限公司 一种高结合度中空纤维复合膜材料的制备方法
CN106345322A (zh) * 2016-09-13 2017-01-25 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种多尺度拓扑结构的超亲水聚偏氟乙烯分离膜及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090024393A (ko) * 2007-09-04 2009-03-09 (주)필로스 개질화된 불소수지막의 제조방법
CN101733023A (zh) * 2010-02-02 2010-06-16 顾涌 聚偏氟乙烯中空纤维膜的制造方法
CN102029114A (zh) * 2010-11-22 2011-04-27 杭州卫士环保科技有限公司 一种亲水性的中空纤维膜及其制备方法
CN102580574A (zh) * 2012-02-29 2012-07-18 福州大学 一种抗污染自清洁聚偏氟乙烯膜及其制备方法
CN103861480A (zh) * 2014-03-21 2014-06-18 东华大学 一种亲水性聚偏氟乙烯平板膜和中空纤维膜的制备方法
CN104548961A (zh) * 2014-12-24 2015-04-29 福州大学 一种亲水性抗污染聚偏氟乙烯膜的制备方法
CN106345322A (zh) * 2016-09-13 2017-01-25 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种多尺度拓扑结构的超亲水聚偏氟乙烯分离膜及其制备方法
CN106334459A (zh) * 2016-10-11 2017-01-18 常州市鼎升环保科技有限公司 一种高结合度中空纤维复合膜材料的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李进等: "《市政与环境工程创新实验教程》", 31 January 2009, 中国科学技术出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113828162A (zh) * 2020-06-23 2021-12-24 三达膜科技（厦门）有限公司 一种可持续亲水改性聚偏氟乙烯中空膜的制备方法
CN113828162B (zh) * 2020-06-23 2022-12-20 三达膜科技（厦门）有限公司 一种可持续亲水改性聚偏氟乙烯中空膜的制备方法
CN113368711A (zh) * 2021-07-20 2021-09-10 浙江工业大学 一种高性能的mabr中空纤维复合膜制备方法

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