本发明专利技术公开了一种聚丙烯/乙烯醋酸乙烯共混疏水微孔膜制备方法，其特征在于，组分按重量份计：聚丙烯20～40份，乙烯醋酸乙烯1～20份，稀释剂60～80份，成核剂0～1份。该共混膜的制备采用的是热致相分离方法。本发明专利技术的共混膜在不改变聚丙烯优良化学性能和较高强度的条件下，改性效果显著：产品膜的机械性能有较大提升，具有更好的柔韧性、更高的断裂伸长率，使用寿命更长；乙烯醋酸乙烯的加入使膜孔径分布更窄、更均匀，孔径和孔隙率更易于控制，孔径0.1μm～1μm，孔隙率高于68％；产品膜的导热系数降低，应用于膜蒸馏过程，使膜两侧的温度差、蒸汽压差增大，减少了热量损失、提高了热效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于膜分离
，具体涉及一种聚丙烯/乙烯醋酸乙烯共混疏水微孔膜及其制备方法。
技术介绍
疏水微孔膜可以作为膜接触器的传递介质应用于多种新型膜分离过程，包括膜蒸馏、膜萃取、膜吸收、膜汽提和膜吸附等。膜蒸馏(membrane distillation，MD)相比于其他膜分离技术，技术的优势在于可以低温常压下操作，有效利用廉价能源(如太阳能、工业废热、余热)在能源日益紧张的当今社会具有很大的竞争力。MD在浓缩高浓度的盐水溶液具有很大的优势，在反渗透过程中，只能浓缩到一定的浓度，而MD过程将其浓缩到过饱和溶液，另外，膜蒸馏过程在浓缩果汁和中药浓缩也都有不可比拟的优势。然而，MD技术大规模工业化应用的核心和难题是膜材料的选择和能源的利用率。目前，膜蒸馏常用的疏水膜材料主要为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚丙烯，其中聚丙烯(PP)是一种有较高结晶度的非极性塑料，具有良好的化学稳定性、耐酸碱性、高疏水性以及强热稳定性，同时价格低廉，在国内外都有广泛的研究。但聚丙烯成膜机械性能不足，韧性差成膜易裂，使用寿命短。为拓宽膜材料的选择，广泛应用的聚合物改性方法有表面接枝，表面涂覆，等离子体法，共混与填充等。其中聚合物共混具有操作简单，生产效率高等优点，对于提高膜的机械性能、拓宽膜材料选择以及膜结构的调控有很好的效果。乙烯醋酸乙烯(ethylene vinyl acetate，EVA)疏水性能好，强耐腐蚀性(耐海水、耐酸碱)，安全性高接触无危害。EVA由于在分子链中引入了醋酸乙烯单体，从而降低了结晶度，韧性、弹性和抗张力高，隔热保温性能优异，透气性好，应用在膜蒸馏有很好的前景。所以为了改善聚丙烯微孔膜在MD过程中的性能，本专利技术选用了乙烯醋酸乙烯与之共混。本专利技术的共混膜具有较好韧性，体现在断裂伸长率大有提高；而且膜材料的刚性和强度没有出现明显下降，体现在拉伸强度改变不大。由于EVA的低结晶度和粘性的作用，与聚丙烯均匀共混后成膜更加均匀，孔径分布窄，提高了膜的分离性能。在膜的疏水性方面，EVA和PP的疏水性接近，制备的共混膜水接触角稳定在120°～130°，减少了膜污染，为MD提供了一种疏水性能优良的分离材料。所以，共混膜的使用寿命大幅增加，降低了MD过程的操作成本和运行成本。而且EVA的导热系数低，具有较好的保温性能，提高了MD过程中热效率，有效的降低MD过程的能耗。由于聚丙烯、乙烯醋酸乙烯在常温下不溶于任何溶剂，故本专利技术采用热致相分离法制备聚丙烯/乙烯醋酸乙烯共混膜。热致相分离法是A.J.Castro在美国专利US4247498(1980)中提出的一种简单新颖的制膜方法，是基于高分子溶液高温相容、低温分相的原理而形成微孔，可应用于许多由于常温溶解度差而不能用通常的溶液法制膜的结晶性聚合物。热致相分离法制备的微孔膜，比非溶剂致相分离法制备的膜强度高，比熔融拉伸制备的膜孔隙率高和孔径分布更均匀。中国专利CN101649088A、CN200510041012.X、CN201010191837.0、CN01144479.7公开了热致相分离法制备聚丙烯疏水微孔膜，使用热致相分离方法，通过改变聚合物和稀释剂的配比调控产品聚丙烯微孔膜孔径分布和孔隙率。但是聚丙烯膜韧性不足、易碎，应用于膜
蒸馏过程中易发生亲水化，使用寿命短，以上专利没有解决聚丙烯机械强度低、韧性不足的问题，也未提出解决方案。本专利技术制备的聚丙烯/乙烯醋酸乙烯共混疏水微孔膜，微孔结构均匀、孔隙率高、不易亲水化，并且有更好的机械性能以维持MD过程长期稳定运行。国内外尚未有关于聚丙烯/乙烯醋酸乙烯共混疏水微孔膜的报导。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种聚丙烯/乙烯醋酸乙烯共混疏水微孔膜的制备方法。本专利技术制备的聚丙烯/乙烯醋酸乙烯共混疏水微孔膜在不改变聚丙烯优良耐化学品性、较高强度条件下，改性效果特别显著：首先提高了膜的机械性能，具有更好的柔韧性、更高的断裂伸长率，使用寿命更长；其次，乙烯醋酸乙烯的加入降低了聚丙烯的结晶度，使膜孔径分布更窄，更均匀，孔径和孔隙率更易于控制，孔径0.1μm～1μm，孔隙率达到68％以上；再次降低了膜的导热系数，特别是应用于MD过程，使膜两侧的温度差、蒸汽压差增大，减少了热量损失、提高了热效率。同时，本专利技术提供了上述聚丙烯/乙烯醋酸乙烯共混疏水微孔膜的制备方法，操作简单、方便，包括如下步骤：(1)将按重量份计称取：聚丙烯20～40份，乙烯醋酸乙烯1～20份，稀释剂60～80份，成核剂0～1份；(2)将步骤(1)称取的混合原料加入反应器中搅拌，通入氮气保护，加热至180℃～220℃，搅拌4小时以上后停止，静置2小时以上脱泡，得到均相铸膜液；(3)将(2)所得铸膜液涂覆于聚酯无纺布表面刮成平板状；或通过双螺杆挤出机挤出，温度为180℃～200℃，经喷丝头纺成中空纤维状；然后进入0℃～50℃水槽中冷却固化。(4)将步骤(3)成型的膜浸入萃取液中24小时以上，萃取完成后放入30℃～60℃真空烘箱中干燥，即得本专利技术的聚丙烯/乙烯醋酸乙烯共混疏水微孔膜。上述的稀释剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、豆油以及其他植物油中的一种或者几种。上述成核剂为己二酸、辛二酸、二亚苄基山梨糖醇中的一种。上述的萃取剂为甲醇、乙醇、丙醇、丙三酮、正己烷中的一种或者几种组合。与现有技术相比，本专利技术通过聚丙烯和乙烯醋酸乙烯的共混，制备的膜具有聚丙烯材料的优秀耐化学性能和刚性等优点的特性，同时具备乙烯醋酸乙烯材料良好的疏水性、柔韧性、低结晶度及保温性能等特性；共混膜兼具两种聚合物优良性能，取长补短。制备过程简单高效，膜材料成本低廉，膜孔结构易于调控，均匀窄孔径分布；制备的聚丙烯/乙烯醋酸乙烯共混疏水微孔膜通量高、抗污染能力强、机械强度高、截留率高，目前主要测试了真空膜蒸馏过程，而该共混膜在直接接触式膜蒸馏的应用效果应该会更佳，具体效果有待进一步实践验证。本专利技术的制膜方法简单，易于操作，原料聚丙烯和乙烯醋酸乙烯廉价易得、安全级数达到食品级(无毒、无害、无污染)，所用稀释剂绿色环保。附图说明图1为实施例1的膜断面SEM图。图2为实施例2的膜断面SEM图。图3为实施例3的膜断面SEM图。具体实施方式实施例1(1)按重量份计称取：稀释剂豆油70份，其他材料共30份(等规聚丙烯/乙烯醋酸乙烯/成核剂己二酸，质量比为27.13/2.71/0.15；(2)将步骤(1)称取的混合原料加入反应器中，通入氮气保护，加热至180℃～220℃，4小时以上后停止搅拌，静置2小时以上脱泡，得到均相铸膜液；(3)将(2)所得铸膜液涂覆于聚酯无纺布表面刮成平板状，刮膜温度为180℃，然后进入20℃水槽中冷却固化(4)将步骤(3)制得的膜用纯度95％的正己烷萃取剂超声萃取24小时，萃取完成后放入30℃～60℃真空烘箱中干燥，即得到一种聚丙烯/乙烯醋酸乙烯共混疏水微孔膜。膜断面为片层状与指状孔相间结构，所得产品膜孔隙率69.8％，孔径0.5μm～1μm，水接触角124.6°，拉伸强度16.7MPa，断裂伸长率15.4％。应用于0.5mol·L-1NaCl水溶液的真空膜蒸馏过程，当进料流量为30L·h-1，进料本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚丙烯/乙烯醋酸乙烯共混疏水微孔膜，其特征在于，组分按重量份计：聚丙烯20～40份，乙烯醋酸乙烯1～20份，稀释剂60～80份，成核剂0～1份。
【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯/乙烯醋酸乙烯共混疏水微孔膜，其特征在于，组分按重量份计：聚丙烯20～40份，乙烯醋酸乙烯1～20份，稀释剂60～80份，成核剂0～1份。2.根据权利要求1所述的聚丙烯/乙烯醋酸乙烯共混疏水微孔膜，其特征在于，所述的乙烯醋酸乙烯，包括而不局限于醋酸乙烯(VA)质量含量分别为8w％、18w％、40w％的乙烯醋酸乙烯(EVA)。3.根据权利要求1所述的聚丙烯/乙烯醋酸乙烯共混疏水微孔膜，其特征在于，所述的聚丙烯包括等规聚丙烯(isotactic polyprolene)、无规聚丙烯(atactic polypropylene)、间规聚丙烯(syndiotactic polypropylene)中的一种。4.根据权利要求1所述的聚丙烯/乙烯醋酸乙烯共混疏水微孔膜，其特征在于，所述的稀释剂为豆油、色拉油、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、二苯醚、液体石蜡、硬脂酸钙中的一种或者几种的组合。5.根据权利要求1所述的聚丙烯/乙烯醋酸乙烯共混疏水微孔膜，其特征在于，所述的成核剂剂为...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐娜，冯春磊，韩怀远，张蕾，程鹏高，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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