本发明专利技术公开了一种改性聚偏氟乙烯微孔膜的制备方法，包括以下步骤：首先将PVDF粉体在一定紫外光照下与丙烯酸单体进行紫外接枝反应；然后利用共混法与聚乙烯吡咯烷酮共混制备微孔膜。通过本发明专利技术获得的微孔膜，耐压性能良好、无需支撑层、孔径较为均一。本发明专利技术的方法工艺简单、环保，便于工业化实施，在食品、医药、化工等领域具有广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于膜分离
，涉及一种微孔膜的制备方法，具体来说是一种改性 聚偏氟乙烯微孔膜的制备方法。
技术介绍
膜分离技术由于分离效率高、无相变、操作简单、无二次污染、分离产物易回收、节 能环保等优点，现在膜技术已经成为水处理研究领域中不可或缺的技术手段。膜材料作为 膜分离技术的核心，它的性质和结构对膜分离性能起着决定性的作用。 聚偏氟乙烯（PVDF)是一种以-CH2-CF2-为结构单元的链状结晶性的聚合物，在晶 型结构中，碳链呈锯齿形排列，氢原子被电负性较大的氟原子取代后，与相邻的氟原子相互 排斥，从而使得氟原子不在同一平面内，并沿碳链作螺旋分布，故在碳链四周被一系列性质 稳定的氟原子所包围，这种几乎无间隙的空间屏障使得任何原子或基团不能轻易进入其结 构内而破坏碳链。正是由于这种结构，使得PVDF具有优异的耐酸、碱、氧化剂等优良的化学 稳定性，热稳定性和易成膜等特点，广泛用于膜材料的制备，尤其应用于微孔膜和超滤膜。 PVDF微孔膜的制备方法主要有相分离法、烧结法、浸渍蚀刻法等，而最常用的是采 取相转换法制膜。为了达到具有较大孔径且分布均匀的PVDF膜的制备要求，需要对其进行 改性处理。 目前对PVDF的改性研究主要有膜表面改性和膜材料改性。膜表面改性首先是制 备出PVDF膜，然后在膜表面引入亲水性物质。表面改性有表面涂层和等离子体引发，涂层 法操作简单，但易脱落，而等离子体引发改性成本高、效率低，不适合大规模应用。 膜材料改性可以分为膜材料化学改性和共混改性。现在利用共混改性成膜已经 可以进行大规模生产，而在膜材料的化学改性研究中，包括辐射接枝改性、碱处理后接枝改 性、臭氧处理热引发接枝改性、光引发接枝改性等均在科研领域有所研究。近年来研究者利 用光引发接枝改性技术对PVDF的研究，其研究重点主要集中在PVDF膜的改性上，而对PVDF 粉体进行紫外光引发接枝改性的研究比较少。
技术实现思路
针对现有技术中的上述技术问题，本专利技术提供了一种改性聚偏氟乙烯微孔膜的制 备方法，所述的这种改性聚偏氟乙烯微孔膜的制备方法要解决现有技术中的改性聚偏氟乙 烯微孔膜的制备方法成本高、效率低、获得的膜的孔径不均一的技术问题。 本专利技术，包括如下步骤： (1) 一个制备接枝丙烯酸单体的聚偏氟乙烯粉末的步骤，在所述的一个制备接枝丙烯 酸单体的聚偏氟乙烯粉末的步骤中，先称取一定量的聚偏氟乙烯粉末、丙烯酸、二苯甲酮 加入到无水乙醇溶液中得到混合悬浮液，所述的无水乙醇和聚偏氟乙烯的重量比在100 : (5?30)之间，所述的聚偏氟乙烯粉末与丙烯酸单体重量比为I: (1?5)，所述二苯甲酮在 无水乙醇溶液体系浓度为0. 001?0. 05mol/L，将得到的混合悬浮液进行氮封处理，将所述 的混合悬浮液放置于紫外光照下，光照时间为0. 5?3h，紫外光强度为800~1500w，同时进 行搅拌，光照后进行真空抽滤，抽滤后的滤饼用无水乙醇洗涤，再次进行抽滤，所得粉末在 真空干燥后保存备用； (2) -个制备铸膜液的步骤，在所述的制备铸膜液的步骤中，先称取接枝丙烯酸单体的 聚偏氟乙烯粉末、聚乙烯吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮和丙酮，所述的接枝丙烯酸单体的聚 偏氟乙烯粉末、聚乙烯吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮和丙酮的重量比为10-15 :1-5 :70-84 : 5-10,先将N-甲基吡咯烷酮和丙酮加入到一个反应容器中，再加入接枝丙烯酸单体的聚偏 氟乙烯粉末、聚乙烯吡咯烷酮，搅拌至完全溶解获得铸膜液，铸膜液脱泡静置2(T30h备用； (3) -个采用转相法制备聚偏氟乙烯微孔膜的步骤，在所述的采用转相法制备聚偏氟 乙烯微孔膜的步骤中，将铸膜液用刮刀刮到玻璃板上，于空气中蒸发，然后放入凝胶浴，待 成膜后，取出浸入去离子水中:T7天，完全除去残留杂质，期间每隔:T8小时换一次水，最后 晾干得到改性聚偏氟乙烯微孔膜。 进一步的，所述铸膜液于空气中预蒸发时间为5?30s，环境温度20?30°C，湿度 为50?80%。 进一步的，所述接枝丙烯酸单体的聚偏氟乙烯粉末和N-甲基吡咯烷酮的重量比 为 1:(3 ?7)。 进一步的，在所述的一个制备接枝丙烯酸单体的聚偏氟乙烯粉末的步骤中，在无 水乙醇中加入聚偏氟乙烯粉末，然后加入光引发剂二苯甲酮并搅拌，使得聚偏氟乙烯粉末 在乙醇中充分分散，再向溶液中加入丙烯酸，将上述溶液置搅拌，并在紫外光下光照。 本专利技术采用紫外光引发PVDF粉末接枝丙烯酸方法，制备得到的PVDF微滤膜存在 羧酸基，本专利技术接枝方法较其他化学接枝方法相比，工艺简单、成本低、工业化实施简单易 行，制得的接枝共聚物在常见PVDF溶剂中具有良好的溶解性。本专利技术制备的微孔膜，接枝 丙烯酸的PVDF粉末与致孔剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP)共混成膜，在预蒸发时候，调节环境温 度和预蒸发时间，根据最优配比，可以获得理想的分布均匀的较大孔径微孔膜，用本专利技术制 备的PVDF膜具有均匀分布的孔径（1-2微米级别)，为医药工业中处理特殊杂质提供了有效 分离途径。 本专利技术和已有技术相比，其技术进步是显著的，本专利技术获得的产品耐压性能良好、 无需支撑层、孔径较为均一。另外，本专利技术的方法工艺简单环保，便于工业化实施，在食品、 医药、化工等领域具有广泛的应用前景。 【附图说明】 图1为实例1-6中，紫外光引发接枝改性PVDF粉末的红外光谱图，其中a-f分别 对应例1-6改性PVDF粉末红外图。 图2为实例1-6中，相转化法制得的PVDF膜电镜图，其中a-f分别对应实施例1-6。 【具体实施方式】 下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方式限制 本专利技术。 实施例1 (I)PVDF粉末紫外接枝改性：在IL无水乙醇中加入IlOg的已干燥的PVDF粉末，同时 加入光引发剂二苯甲酮，使二苯甲酮在反应体系摩尔浓度为0.01m〇l/L，然后向溶液中加入 丙烯酸，使其与PVDF粉末质量比为3 :1。将盛有混合溶液的锥形瓶用不透光布包围起来(避 免光照)，置于磁力搅拌器上搅拌，并同时在IOOOw的紫外光灯下光照2h。光照后将混合物 进行真空抽滤，所得固体先用无水乙醇洗涤，再用去离子水洗涤抽提，抽提后将PVDF粉末 产物置于80°C烘箱真空干燥。最后取干燥后的粉末进行红外测试，见图I(a)。 (2)铸膜液的配制：取上述经过紫外光处理后的PVDF粉末13g和2g聚乙烯吡咯 烷酮（PVP)，加入到含有80gNMP和5g丙酮的混合溶剂中，常温下磁力搅拌至完全溶解，铸 膜液静置脱泡24h后备用。 (3)相转化法成膜：用刮刀将静置脱泡后的铸膜液刮到玻璃板上，在湿度80%和温 度为24°C的环境中蒸发10s，然后将其置于第一凝胶浴（乙醇：水=1 :1体积比)浸泡15s后， 浸入第二凝胶浴(纯水)5min，待膜从玻璃板固化脱落后，取出膜浸入去离子水中5d，以除去 残留杂质，期间每隔6h换一次水，空气中自然晾干得到本专利技术的PVDF微孔膜。取干燥后的 膜进行扫描电镜测试，得到图2 (a)。另外，对膜进行拉伸测试，如表I(a)所示。 实施例2 (DPVDF粉末紫外接枝改性：本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种改性聚偏氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）一个制备接枝丙烯酸单体的聚偏氟乙烯粉末的步骤，在所述的一个制备接枝丙烯酸单体的聚偏氟乙烯粉末的步骤中，先称取一定量的聚偏氟乙烯粉末、丙烯酸、二苯甲酮加入到无水乙醇溶液中得到混合悬浮液，所述的无水乙醇和聚偏氟乙烯的重量比在100：（5～30）之间，所述的聚偏氟乙烯粉末与丙烯酸单体重量比为1：(1～5)，所述二苯甲酮在无水乙醇溶液体系浓度为0.001～0.05mol/L，将得到的混合悬浮液进行氮封处理，将所述的混合悬浮液放置于紫外光照下，光照时间为0.5～3h，紫外光强度为800~1500w，同时进行搅拌，光照后进行真空抽滤，抽滤后的滤饼用无水乙醇洗涤，再次进行抽滤，所得粉末在真空干燥后保存备用；（2）一个制备铸膜液的步骤，在所述的制备铸膜液的步骤中，先称取接枝丙烯酸单体的聚偏氟乙烯粉末、聚乙烯吡咯烷酮、N‑甲基吡咯烷酮和丙酮，所述的接枝丙烯酸单体的聚偏氟乙烯粉末、聚乙烯吡咯烷酮、N‑甲基吡咯烷酮和丙酮的重量比为10‑15：1‑5：70‑84：5‑10，先将N‑甲基吡咯烷酮和丙酮加入到一个反应容器中，再加入接枝丙烯酸单体的聚偏氟乙烯粉末、聚乙烯吡咯烷酮，搅拌至完全溶解获得铸膜液，铸膜液脱泡静置20~30h备用；（3）一个采用转相法制备聚偏氟乙烯微孔膜的步骤，在所述的采用转相法制备聚偏氟乙烯微孔膜的步骤中，将铸膜液用刮刀刮到玻璃板上，于空气中蒸发，然后放入凝胶浴，待成膜后，取出浸入去离子水中3~7天，完全除去残留杂质，期间每隔3~8小时换一次水，最后晾干得到改性聚偏氟乙烯微孔膜。...
【技术特征摘要】
1. 一种改性聚偏氟乙烯微孔膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤： (1) 一个制备接枝丙烯酸单体的聚偏氟乙烯粉末的步骤，在所述的一个制备接枝丙烯 酸单体的聚偏氟乙烯粉末的步骤中，先称取一定量的聚偏氟乙烯粉末、丙烯酸、二苯甲酮 加入到无水乙醇溶液中得到混合悬浮液，所述的无水乙醇和聚偏氟乙烯的重量比在100 : (5?30)之间，所述的聚偏氟乙烯粉末与丙烯酸单体重量比为1 : (1?5)，所述二苯甲酮在 无水乙醇溶液体系浓度为0. 001?0. 05mol/L，将得到的混合悬浮液进行氮封处理，将所述 的混合悬浮液放置于紫外光照下，光照时间为0. 5?3h，紫外光强度为800~1500w，同时进 行搅拌，光照后进行真空抽滤，抽滤后的滤饼用无水乙醇洗涤，再次进行抽滤，所得粉末在 真空干燥后保存备用； (2) -个制备铸膜液的步骤，在所述的制备铸膜液的步骤中，先称取接枝丙烯酸单体的 聚偏氟乙烯粉末、聚乙烯吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮和丙酮，所述的接枝丙烯酸单体的聚 偏氟乙烯粉末、聚乙烯吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮和丙酮的重量比为10-15 :1-5 :70-84 : 5-10,先将N-甲基吡咯烷酮和丙酮加入到一个反...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈桂娥，陆晓孝，许振良，尚爱花，朱维纬，刘延军，徐孙杰，孙丽，黄会红，
申请(专利权)人：上海应用技术学院，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。