專利名稱：一種聚偏氟乙烯平板微孔膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚偏氟こ烯平板微孔膜的制備方法，屬于高分子膜制備與膜分離技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
PVDF(聚偏氟こ烯)是ー種結(jié)晶性聚合物，其分子量大約為40 100萬，密度為I. 78g/cm3,玻璃化溫度為-39°C，結(jié)晶熔點(diǎn)為180°C，分解溫度在316°C以上，在一定溫度和受壓下仍能保持良好的強(qiáng)度。PVDF具有優(yōu)異的抗腐蝕、耐老化性能，其薄膜化學(xué)穩(wěn)定性好，只能溶解于N，N-ニ甲基甲酰胺(DMF)、N，N-ニ甲基こ酰胺(DMAc)、ニ甲基亞砜(DMSO)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等強(qiáng)極性溶劑，室溫下不被酸、堿、強(qiáng)氧化劑和鹵素腐蝕，耐脂肪烴、 醇、醛等有機(jī)溶剤。因此PVDF膜廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和水處理行業(yè)，由于PVDF微濾膜有良好的疏水性和耐溶劑性，因此它還可以應(yīng)用于膜蒸餾、氣體浄化、有機(jī)溶劑精制等方面。目前聚偏氟こ烯多采用浸沒沉淀法制備微孔膜，聚合物溶液濃度范圍在8% -40%之間。若聚合物溶液濃度太低則制備的膜強(qiáng)度差，濃度太高則聚合物溶解狀態(tài)不佳。通常采用的溶劑有ニ甲基甲酰胺(DMF)、ニ甲基こ酰胺(DMAc)、ニ甲基亞砜(DMSO)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等極性水溶性溶劑；水、丙酮、甘油、こニ醇、こ醇、甲醇等小分子物質(zhì)或其與前述良性溶劑的混合物可用作非溶劑凝固??；某些小分子(如LiCl)或聚こ烯吡咯烷酮(PVP)、聚こニ醇(PEG)等大分子常被用作制膜添加劑加入制膜液中。聚偏氟こ烯膜的孔結(jié)構(gòu)可通過對(duì)凝固浴組成及溫度、蒸發(fā)時(shí)間、環(huán)境溫度及濕度、制膜液組成和添加劑等條件進(jìn)行調(diào)控。聚酰胺-胺(PAMAM)樹形大分子是近年來合成并迅速發(fā)展的ー類新型樹枝形聚合物，具有良好的熱穩(wěn)定性，分子具有高度支化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形態(tài)，分子在三維空間中具有近似球形的結(jié)構(gòu)，分子尺寸一般在幾納米到幾十納米之間，對(duì)PVDF膜孔結(jié)構(gòu)可以起到調(diào)控作用。PVDF微孔膜不僅直接用于水處理、環(huán)境保護(hù)和生化醫(yī)藥領(lǐng)域，還可以作為復(fù)合膜的支撐膜，對(duì)于根據(jù)應(yīng)用需要實(shí)現(xiàn)對(duì)PVDF膜孔結(jié)構(gòu)的調(diào)控具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，g在提供一種梯度結(jié)構(gòu)聚偏氟こ烯平板微孔膜的制備方法。本發(fā)明方法以聚酰胺-胺(PAMAM)樹形大分子作為添加剤，制備得到的聚偏氟こ烯平板微孔膜孔徑均勻，通量大。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的一種聚偏氟こ烯平板微孔膜的制備方法，按照如下步驟操作第一歩，將聚偏氟こ烯和3 10代的聚酰胺-胺樹形大分子添加劑在50 120°C下完全溶解在溶劑中，然后在室溫下放置至凝膠狀態(tài)，再于溶解溫度下放置12 24小吋，然后于50 70°C保溫3 5小吋，制成鑄膜液；
第二步，將鑄膜液過濾，真空脫泡后刮涂在無紡布上，在空氣中放置10 60秒；第三歩，將刮涂有制膜液的無紡布浸入10 60°C的凝固浴中，凝膠成膜時(shí)間為5 120分鐘，形成聚偏氟こ烯平板微孔膜；第四步,將制備的微孔膜在去離子水中浸泡5 10天,再用無水こ醇浸泡15 20小時(shí)，在空氣中晾干。本發(fā)明方法第一步中所述聚偏氟こ烯分子量為40 60萬。本發(fā)明方法第一歩中所述溶劑為N，N-ニ甲基甲酰胺(DMF)或N，N_ ニ甲基こ酰胺(DMAc)。本發(fā)明方法第一歩中所述鑄膜液的質(zhì)量百分比組成為聚偏氟こ烯12% 19% ；添加剤O 5% ;溶劑76% 88%。 本發(fā)明方法第三步中所述凝固浴為去離子水。本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)在于聚酰胺-胺(PAMAM)樹形大分子具有高度支化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形態(tài)，分子大小可有效設(shè)計(jì)，作為添加劑添加到鑄膜液中，可對(duì)PVDF膜孔結(jié)構(gòu)起到有效的調(diào)控作用。


圖I為以5. O代PAMAM樹形大分子為添加劑制備的聚偏氟こ烯微孔膜表面孔結(jié)構(gòu)圖。圖2為以5. O代PAMAM樹形大分子為添加劑制備的聚偏氟こ烯微孔膜斷面孔結(jié)構(gòu)圖。圖3為5. O代PAMAM樹形大分子添加劑的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方法做進(jìn)ー步闡述。實(shí)施例I、第一歩，在70°C下將16. Og聚偏氟こ烯和I. Og 3. O代的聚酰胺-胺樹形大分子添加劑溶解在84. Og DMAc溶劑中，然后在室溫下放置至凝膠狀態(tài)，再于70°C下放置12小吋，然后于50°C保溫3小時(shí)，制成鑄膜液；第二步，將鑄膜液過濾，真空脫泡后刮涂在無紡布上，在空氣中放置10秒；第三歩，將刮涂有制膜液的無紡布浸入50°C的去離子水中，經(jīng)O. 5小時(shí)，制得聚偏氟こ烯平板微孔膜；第四歩，將制備的微孔膜在去離子水中浸泡5天，再用無水こ醇浸泡15小時(shí)，在空氣中晾干。實(shí)施例2、第一歩，在90°C下將18. Og聚偏氟こ烯和2. Og 5. O代的聚酰胺-胺樹形大分子添加劑(其結(jié)構(gòu)如圖3所示)溶解在80. Og DMAc溶劑中，然后在室溫下放置至凝膠狀態(tài)，再于90°C下放置12小吋，然后于50°C保溫5小時(shí)，制成鑄膜液；第二步，將鑄膜液過濾，真空脫泡后刮涂在無紡布上，在空氣中放置20秒；第三歩，將刮涂有制膜液的無紡布浸入30°C的去離子水中，經(jīng)I. O小時(shí)，制得聚偏氟こ烯平板微孔膜；第四歩，將制備的微孔膜在去離子水中浸泡7天，再用無水こ醇浸泡15小時(shí)，在空氣中晾干。本實(shí)施例制備的聚偏氟こ烯微孔膜表面孔結(jié)構(gòu)如圖I所示，從圖中可以看出，所制備的聚偏氟こ烯平板膜表面為網(wǎng)絡(luò)狀微孔結(jié)構(gòu)，孔結(jié)構(gòu)均勻。微孔膜斷面孔結(jié)構(gòu)如圖2所示，從圖中可以看出，所制備的聚偏氟こ烯平板膜斷面上層是ー層很薄的多孔性分離層，下層則是起支撐作用的指狀孔結(jié)構(gòu)。實(shí)施例3、第一歩，在50°C下將17. Og聚偏氟こ烯 和3. Og 5. O代的聚酰胺-胺樹形大分子添加劑溶解在80. Og DMAc溶劑中，然后在室溫下放置至凝膠狀態(tài)，再于50°C下放置24小吋，然后于50°C保溫5小時(shí)，制成鑄膜液；第二步，將鑄膜液過濾，真空脫泡后刮涂在無紡布上，在空氣中放置20秒；第三歩，將刮涂有制膜液的無紡布浸入20°C的去離子水中，經(jīng)2. O小時(shí)，制得聚偏氟こ烯平板微孔膜；第四歩，將制備的微孔膜在去離子水中浸泡7天，再用無水こ醇浸泡20小時(shí)，在空氣中晾干。實(shí)施例4、第一歩，在110°C下將17. Og聚偏氟こ烯和4. Og 5. O代的聚酰胺-胺樹形大分子添加劑溶解在79. Og DMAc溶劑中，然后在室溫下放置至凝膠狀態(tài)，再于110°C下放置24小吋，然后于50°C下保溫4小時(shí)，制成鑄膜液；第二步，將鑄膜液過濾，真空脫泡后刮涂在無紡布上，在空氣中放置10秒；第三歩，將刮涂有制膜液的無紡布浸入50°C的去離子水中，經(jīng)O. 5小時(shí)，制得聚偏氟こ烯平板微孔膜；第四歩，將制備的微孔膜在去離子水中浸泡7天，再用無水こ醇浸泡20小時(shí)，在空氣中晾干。
權(quán)利要求
1.一種聚偏氟乙烯平板微孔膜的制備方法，其特征在于按照如下步驟操作第一步，將聚偏氟乙烯和3 10代的聚酰胺-胺樹形大分子添加劑在50 120°C下完全溶解在溶劑中，然后在室溫下放置至凝膠狀態(tài)，再于溶解溫度下放置12 24小時(shí)，然后于50 70°C保溫3 5小時(shí)，制成鑄膜液；第二步，將鑄膜液過濾，真空脫泡后刮涂在無紡布上，在空氣中放置10 60秒；第三步，將刮涂有制膜液的無紡布浸入10 60°C的凝固浴中，凝膠成膜時(shí)間為5 120分鐘，形成聚偏氟乙烯平板微孔膜；第四步，將制備的微孔膜在去離子水中浸泡5 10天，再用無水乙醇浸泡15 20小時(shí)，在空氣中晾干；其中，第一步中所述聚偏氟乙烯分子量為40 60萬，所述溶劑為N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺；第 三步中所述凝固浴為去離子水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種聚偏氟乙烯平板微孔膜的制備方法，其特征在于所述鑄膜液的質(zhì)量百分比組成為聚偏氟乙烯12% 19% ;添加劑O 5% ;溶劑76% 88%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚偏氟乙烯平板微孔膜的制備方法。將聚偏氟乙烯和不同代的聚酰胺-胺樹形大分子添加劑在50-120℃下完全溶解在溶劑中，然后在室溫下放置至凝膠狀態(tài)，再經(jīng)過保溫處理，制成鑄膜液；將鑄膜液過濾，真空脫泡后刮涂在無紡布上，在空氣中放置一定時(shí)間；將刮涂有制膜液的無紡布浸入10～60℃的凝固浴中，經(jīng)一定時(shí)間形成聚偏氟乙烯平板微孔膜，將微孔膜在去離子水、無水乙醇中浸泡后，在空氣中晾干。本發(fā)明方法以聚酰胺-胺樹形大分子作為添加劑，聚酰胺-胺樹形大分子具有高度支化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形態(tài)，分子大小可有效設(shè)計(jì)，對(duì)膜孔結(jié)構(gòu)起到有效的調(diào)控作用，制得的聚偏氟乙烯平板微孔膜孔徑均勻，通量大。
文檔編號(hào)B01D71/34GK102658037SQ201210124639
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者王新, 王許云, 田紅景, 郭慶杰 申請(qǐng)人:青島科技大學(xué)