CN112473402A - 亲水聚四氟乙烯微超滤膜及其制备方法 - Google Patents

亲水聚四氟乙烯微超滤膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112473402A
CN112473402A CN202011508834.5A CN202011508834A CN112473402A CN 112473402 A CN112473402 A CN 112473402A CN 202011508834 A CN202011508834 A CN 202011508834A CN 112473402 A CN112473402 A CN 112473402A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polytetrafluoroethylene
membrane
preparation
drying
ether
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.)
Granted
Application number
CN202011508834.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112473402B (zh
Inventor
刘必前
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.)
Yancheng Hiprun Technology Co ltd
Original Assignee
Yancheng Hiprun Technology 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 Yancheng Hiprun Technology Co ltd filed Critical Yancheng Hiprun Technology Co ltd
Priority to CN202011508834.5A priority Critical patent/CN112473402B/zh
Publication of CN112473402A publication Critical patent/CN112473402A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112473402B publication Critical patent/CN112473402B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/30—Polyalkenyl halides
    • B01D71/32—Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
    • B01D71/36—Polytetrafluoroethene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/145—Ultrafiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0002—Organic membrane manufacture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/36—Hydrophilic membranes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种亲水聚四氟乙烯微超滤膜及其制备方法，并具体公开了亲水聚四氟乙烯微超滤膜是将聚四氟乙烯膜用增稠剂水溶液处理，改进聚四氟乙烯膜的亲水性，并缩小其孔径，再将该膜浸渍于聚四氟乙烯乳液中，取出该膜、烘干而制得。通过将亲水性的增稠剂涂覆在聚四氟乙烯基膜上，提高聚四氟乙烯基膜的亲水性和粘附力，从而提高聚四氟乙烯乳液与聚四氟乙烯基膜的亲和力。本发明通过改变聚四氟乙烯乳液中聚四氟乙烯及表面活性剂的含量，可以控制聚四氟乙烯超微滤膜的孔径和亲水性。制得的聚四氟乙烯超微滤膜的孔径为0.001～0.2μm，接触角为8～30°，纯水通量为282～916L/m2·h。

Description

亲水聚四氟乙烯微超滤膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及微超滤膜领域，特别涉及一种亲水聚四氟乙烯微超滤膜及其制备方法。
背景技术
目前生产微超滤膜产品的主要材料包括醋酸纤维素、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等。这些材质的微超滤膜孔隙率较低（50%以下）、过滤通量较小（一般小于500L/m2·h），能耗较高。在某些强酸强碱强氧化等极端环境下无法使用。同时，这些材质的微超滤膜大多采用相转化法制备，膜丝强度低，在使用过程中，容易出现断丝现象。聚四氟乙烯材料具有耐酸碱、耐高低温、耐腐蚀、抗氧化、表面摩擦系数低等优点，素有“塑料王”之称。
现阶段采用糊料挤出和拉伸膨化法制备的聚四氟乙烯膜具有孔隙率大、通量高、韧性好、强度高等特点，可以应用在各种过滤场合，而且产品寿命较长，抗污染能力较高，产品理化性能和操作能耗等均具有十分明显的优势。但仅通过拉伸膨化法制备的聚四氟乙烯膜的孔径较大，一般在0.5μm以上，泡点较低，不能适应高精度分离和过滤的要求。
为了获得过滤精度小于200nm的聚四氟乙烯膜，必须采用其他后处理工艺。尝试有多种处理方式，最有工业前景的是热法，即加热聚四氟乙烯到其熔程内，高分子链能量增大，链端开始活动，由于拉伸残余应力而收缩，从而获得较小的孔径。但PTFE疏水性强，限制了其在水处理中的应用，故需对其进行亲水改性。聚四氟乙烯膜的亲水改性主要包括共混、辐照、等离子体活化、表面自由基共聚等方法。CN201310048517.3公开了一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备方法，是将聚四氟乙烯微孔膜浸入到非极性有机溶剂中，取出后浸渍于70～90℃的聚乙烯醇水溶液中，取出后浸渍于后整理液（戊二醛、醋酸、水）中烘干而制得。CN200510060886.X公开了聚四氟乙烯亲水性微滤膜的制备方法，将聚四氟乙烯树脂和聚乙烯醇共混后经双向拉伸成膜，在270～500℃温度下定型，再用活化剂活化而制得。201610496695.6公开了亲水性多孔聚四氟乙烯膜，是将PTFE和两性共聚物和润滑剂的共混物经挤出、双轴拉伸而制得。这些制备方法在一定程度上改善了聚四氟乙烯膜的亲水性能，但都是通过在聚四氟乙烯膜体系中加入了亲水性的物质，该亲水性物质与聚四氟乙烯的相容性等问题还有待考察。
发明内容
本发明的目的是提供一种亲水聚四氟乙烯微超滤膜的制备方法，该膜亲水性好、从而降低膜污染、提高膜通量和延长膜寿命。
本发明的亲水聚四氟乙烯微超滤膜是将聚四氟乙烯膜用增稠剂水溶液处理，改进聚四氟乙烯膜的亲水性，并缩小其孔径，再将该膜浸渍于聚四氟乙烯乳液中，取出该膜、烘干而制得。
本发明的亲水聚四氟乙烯微超滤膜的制备方法，包括以下步骤：
1）在40～80℃，将增稠剂溶解在水中，制得增稠剂水溶液；
2）将聚四氟乙烯膜浸泡在步骤1）制得的增稠剂水溶液中，拿出烘干待用；
3）用高速剪切乳化机将聚四氟乙烯、阴离子表面活性剂、乳化剂、氟碳表面活性剂、分散剂和水在4000～12000rpm下乳化5～20min制成聚四氟乙烯乳液；
4）将步骤2）处理过的聚四氟乙烯膜浸泡在步骤3）制得的聚四氟乙烯乳液中，拿出烘干，再在160～240℃下烧结5～20min即制得本发明的亲水聚四氟乙烯微超滤膜。
所述步骤1）中增稠剂为可溶性淀粉、羟乙基纤维素或羧甲基纤维素钠中的一种。
所述步骤1）中增稠剂水溶液的质量百分比为0.5～10%。
所述步骤2）中聚四氟乙烯膜为平板膜或中空纤维膜。
所述步骤2）中聚四氟乙烯膜孔径为0.3～10μm。
所述步骤2）中浸泡条件为：温度为室温，时间为2～20min。
所述步骤2）中的烘干温度为70～100℃，烘干时间为10～30min。
所述步骤3）中聚四氟乙烯、阴离子表面活性剂、乳化剂、氟碳表面活性剂、分散剂和水的质量百分比分别为0.5～10%、0.8～20%、0.8～20%、0.1～5%、0.1～5%和40～97.7%。
所述步骤3）中阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸甲酯聚氧乙烯醚磺酸钠、异辛醇磷酸酯、异辛醇醚磷酸酯中的一种。
所述步骤3）中乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚（OP）系列、壬基酚聚氧乙烯醚（NP）系列、烷基酚聚氧乙烯醚（TX）系列中的一种。
所述辛基酚聚氧乙烯醚系列为OP-4、OP-7或OP-10中的一种。
所述壬基酚聚氧乙烯醚系列为NP-4、NP-7或NP-10中的一种。
所述烷基酚聚氧乙烯醚系列为TX-4、TX-7或TX-10中的一种。
所述步骤3）中氟碳表面活性剂为非离子型氟碳表面活性剂。
进一步地，所述非离子型氟碳表面活性剂为全氟烷基乙氧基甲醚或全氟烷基乙氧基醚醇。
所述步骤3）中分散剂为磺酸盐型氟碳分散剂。
所述步骤4）中浸泡条件为：温度为室温，时间为5～30min。
所述步骤4）中烘干温度为120～150℃，烘干时间为10～30min。
本发明与现有技术相比，具有如下优势：
1.本发明通过将亲水性的增稠剂涂覆在聚四氟乙烯基膜上，提高聚四氟乙烯基膜的亲水性和粘附力，从而提高聚四氟乙烯乳液与聚四氟乙烯基膜的亲和力。
2.通过改变聚四氟乙烯乳液中聚四氟乙烯及表面活性剂的含量，可以控制聚四氟乙烯超微滤膜的孔径和亲水性。
3.本发明制得的聚四氟乙烯超微滤膜的孔径为0.001～0.2μm，接触角为8～30°，纯水通量为282～916L/m2·h。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
（1）在40℃下，将0.25g可溶性淀粉和49.75g水混合、溶解而制得质量百分比为0.5%可溶性淀粉水溶液；
（2）在室温下，将聚四氟乙烯中空纤维膜（孔径为0.3μm）浸泡在步骤（1）制得的可溶性淀粉水溶液中2min，拿出，并将该膜在70℃下烘15min；
（3）将0.25g聚四氟乙烯，0.4g十二烷基苯磺酸钠，0.4gOP-10，0.05g全氟烷基乙氧基醚醇，0.05g磺酸盐型氟碳分散剂（型号S105，生产厂家：哈尔滨雪佳氟硅有限公司）和48.85g水混合，用高速剪切乳化机在4000rpm下乳化5min，制得聚四氟乙烯乳液；
（4）将步骤（2）制得的膜在室温下，浸泡在步骤（3）制得的聚四氟乙烯乳液中5min，拿出，在120℃下烘20min，再在160℃下烧结20min即制得聚四氟乙烯微滤膜，该膜孔径为0.25μm，接触角为28°，纯水通量为916L/m2·h。
实施例2
（1）在80℃下，将5g羟乙基纤维素和45g水混合、溶解而制得质量百分比为10%羟乙基纤维素水溶液；
（2）在室温下，将聚四氟乙烯平板膜（孔径为10μm）浸泡在步骤（1）制得的羟乙基纤维素水溶液中20min，拿出，并将该膜在100℃下烘20min；
（3）将5g聚四氟乙烯，10g硬脂酸甲酯聚氧乙烯醚磺酸钠，10gNP-4，2.5g全氟烷基乙氧基甲醚，2.5g磺酸盐型氟碳分散剂（型号S105，生产厂家：哈尔滨雪佳氟硅有限公司）和20g水混合，用高速剪切乳化机在12000rpm下乳化20min，制得聚四氟乙烯乳液；
（4）将步骤（2）制得的膜在室温下，浸泡在步骤（3）制得的聚四氟乙烯乳液中30min，拿出，在140℃下烘30min，再在240℃下烧结5min即制得聚四氟乙烯超滤膜，该膜孔径为0.008μm，接触角为14°，纯水通量为282L/m2·h。
实施例3
（1）在70℃下，将2.5g羧甲基纤维素钠和47.5g水混合、溶解而制得质量百分比为5%羧甲基纤维素钠水溶液；
（2）在室温下，将聚四氟乙烯中空纤维膜（孔径为4μm）浸泡在步骤（1）制得的羧甲基纤维素钠水溶液中12min，拿出，并将该膜在90℃下烘30min；
（3）将2g聚四氟乙烯，4g异辛醇磷酸酯，4gTX-7，1g全氟烷基乙氧基醚醇，1g磺酸盐型氟碳分散剂（型号S105，生产厂家：哈尔滨雪佳氟硅有限公司）和38g水混合，用高速剪切乳化机在9000rpm下乳化8min，制得聚四氟乙烯乳液；
（4）将步骤（2）制得的膜在室温下，浸泡在步骤（3）制得的聚四氟乙烯乳液中10min，拿出，在130℃下烘30min，再在180℃下烧结15min即制得聚四氟乙烯超滤膜，该膜孔径为0.034μm，接触角为23°，纯水通量为394L/m2·h。
实施例4
（1）在60℃下，将1.5g羟乙基纤维素和48.5g水混合、溶解而制得质量百分比为3%羟乙基纤维素水溶液；
（2）在室温下，将聚四氟乙烯平板膜（孔径为7μm）浸泡在步骤（1）制得的羟乙基纤维素水溶液中8min，拿出，并将该膜在80℃下烘10min；
（3）将3g聚四氟乙烯，6g异辛醇醚磷酸酯，6gOP-4，1.5g全氟烷基乙氧基甲醚，1.5g磺酸盐型氟碳分散剂（型号S105，生产厂家：哈尔滨雪佳氟硅有限公司）和32g水混合，用高速剪切乳化机在6000rpm下乳化12min，制得聚四氟乙烯乳液；
（4）将步骤（2）制得的膜在室温下，浸泡在步骤（3）制得的聚四氟乙烯乳液中20min，拿出，在150℃下烘10min，再在210℃下烧结10min即制得聚四氟乙烯超滤膜，该膜孔径为0.051μm，接触角为20°，纯水通量为507L/m2·h。

Claims (10)

1.亲水聚四氟乙烯微超滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）在40～80℃，将增稠剂溶解在水中，制得增稠剂水溶液；
2）将聚四氟乙烯膜浸泡在步骤1）制得的增稠剂水溶液中，拿出烘干待用；
3）用高速剪切乳化机将聚四氟乙烯、阴离子表面活性剂、乳化剂、氟碳表面活性剂、分散剂和水在4000～12000rpm下乳化5～20min制得聚四氟乙烯乳液；
4）将步骤2）处理过的聚四氟乙烯膜浸泡在步骤3）制得的聚四氟乙烯乳液中，拿出烘干，再在160～240℃下烧结5～20min即制得本发明的亲水聚四氟乙烯微超滤膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中增稠剂为可溶性淀粉、羟乙基纤维素或羧甲基纤维素钠中的一种，所述增稠剂水溶液的质量百分比为0.5～10%。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中聚四氟乙烯膜为平板膜或中空纤维膜，孔径为0.3～10μm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中浸泡条件为：温度为室温，时间为2～20min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中的烘干温度为70～100℃，烘干时间为10～30min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中聚四氟乙烯、阴离子表面活性剂、乳化剂、氟碳表面活性剂、分散剂和水的质量百分比分别为0.5～10%、0.8～20%、0.8～20%、0.1～5%、0.1～5%和40～97.7%。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸甲酯聚氧乙烯醚磺酸钠、异辛醇磷酸酯、异辛醇醚磷酸酯中的一种；所述乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚（OP）系列、壬基酚聚氧乙烯醚（NP）系列、烷基酚聚氧乙烯醚（TX）系列中的一种；所述氟碳表面活性剂为非离子型氟碳表面活性剂；所述非离子型氟碳表面活性剂为全氟烷基乙氧基甲醚或全氟烷基乙氧基醚醇；所述分散剂为磺酸盐型氟碳分散剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述辛基酚聚氧乙烯醚系列为OP-4、OP-7或OP-10中的一种；所述壬基酚聚氧乙烯醚系列为NP-4、NP-7或NP-10中的一种；所述烷基酚聚氧乙烯醚系列为TX-4、TX-7或TX-10中的一种。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4）中浸泡条件为：温度为室温，时间为5～30min；烘干温度为120～150℃，烘干时间为10～30min。
10.根据权利要求1～9任一项所述的制备方法得到的聚四氟乙烯超微滤膜。
CN202011508834.5A 2020-12-18 2020-12-18 亲水聚四氟乙烯微超滤膜及其制备方法 Active CN112473402B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011508834.5A CN112473402B (zh) 2020-12-18 2020-12-18 亲水聚四氟乙烯微超滤膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011508834.5A CN112473402B (zh) 2020-12-18 2020-12-18 亲水聚四氟乙烯微超滤膜及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112473402A true CN112473402A (zh) 2021-03-12
CN112473402B CN112473402B (zh) 2022-11-11

Family

ID=74914802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011508834.5A Active CN112473402B (zh) 2020-12-18 2020-12-18 亲水聚四氟乙烯微超滤膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112473402B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61249503A (ja) * 1985-04-25 1986-11-06 Sumitomo Electric Ind Ltd 親水性ポリテトラフルオロエチレン濾過膜及びその製造方法
WO2006127946A2 (en) * 2005-05-25 2006-11-30 Gore Enterprise Holdings, Inc. Multi-functional coatings on microporous substrates
CN103055721A (zh) * 2013-01-30 2013-04-24 四川大学 高通量高强度聚四氟乙烯中空纤维膜的制备方法
CN104307388A (zh) * 2014-11-05 2015-01-28 天津工业大学 自脱水疏水性分离膜以及制备方法
CN104587850A (zh) * 2015-01-11 2015-05-06 王丽莉 一种聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法
CN109603570A (zh) * 2018-10-26 2019-04-12 德蓝水技术股份有限公司 聚四氟乙烯中空纤维微孔膜亲水改性的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61249503A (ja) * 1985-04-25 1986-11-06 Sumitomo Electric Ind Ltd 親水性ポリテトラフルオロエチレン濾過膜及びその製造方法
WO2006127946A2 (en) * 2005-05-25 2006-11-30 Gore Enterprise Holdings, Inc. Multi-functional coatings on microporous substrates
CN103055721A (zh) * 2013-01-30 2013-04-24 四川大学 高通量高强度聚四氟乙烯中空纤维膜的制备方法
CN104307388A (zh) * 2014-11-05 2015-01-28 天津工业大学 自脱水疏水性分离膜以及制备方法
CN104587850A (zh) * 2015-01-11 2015-05-06 王丽莉 一种聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法
CN109603570A (zh) * 2018-10-26 2019-04-12 德蓝水技术股份有限公司 聚四氟乙烯中空纤维微孔膜亲水改性的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王沛主编: "《全国中医药行业高等教育"十二五"规划教材 第9版 中药制药工程原理与设备》", 31 August 2013 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112473402B (zh) 2022-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111330452A (zh) 一种聚硫酸酯平板超滤膜及其制备方法
WO2018201264A1 (zh) 一种用于电池隔离的增强膜及其制备方法
WO2005014151A1 (fr) Procede de preparation de membrane a fibres creuses de poly(fluorure de vinylidene) du type a pression externe filee par un procede d'immersion-coagulation, et produit obtenu
CN110394068B (zh) 一种Janus聚四氟乙烯中空纤维膜及其制备方法
US20210237000A1 (en) Perfluoropolymer hollow fiber composite membrane preparation method
JPWO2009060836A1 (ja) セルロース系多孔膜
CN111974228B (zh) 一种纳米颗粒改性的耐溶胀磺化聚醚砜纳滤膜及其制备方法
CN112473402B (zh) 亲水聚四氟乙烯微超滤膜及其制备方法
CA3078177A1 (en) Method for producing polyphenylsulfone hollow fiber membrane for humidifying membranes
CN109550411B (zh) 一种聚四氟乙烯中空纤维复合膜及低温包缠制备方法
CN111804148A (zh) 高孔隙率亲水微孔膜、其制备方法及应用
JP4100215B2 (ja) 水蒸気透過膜の製造法
CN117138605B (zh) 一种超低压反渗透膜及其制备方法
CN111974227B (zh) 一种耐溶胀磺化聚醚砜纳滤膜及其制备方法
CN110479116B (zh) 一种介孔疏水硅改性聚偏氟乙烯平板微滤膜的制备方法
CN113289499B (zh) 内压式中空纤维超滤膜及其制备方法和应用
JPS6138208B2 (zh)
CN112263919B (zh) 一种水处理分离膜亲水改性的方法
CN115337798A (zh) 具有稳定晶型的大孔径pvdf中空纤维膜及其制备方法
RU2655140C1 (ru) Половолоконная композитная газоразделительнгая мембрана и способ ее получения
CN113477098A (zh) 一种聚芳醚砜类纳米纤维基复合膜的制备方法
KR102665345B1 (ko) 친수화된 다공성 고분자 필터, 이의 제조방법 및 이의 제습 용도
KR20230078037A (ko) 부분비누화 된 폴리비닐알코올 포함 내수용해성 고분자 블렌드 나노복합구조체 제조 방법, 이에 의해 제조된 부분비누화 된 폴리비닐알코올 포함 내수용해성 고분자 블렌드 나노복합구조체 및 이를 포함하는 내수용해성 수처리 필터
KR20090103382A (ko) 환형편직물로 지지되는 대칭형 다공성 중공사막 및 그제조방법
CN117531383A (zh) 一种温度响应分离膜及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant