一种PVDF膜的改性方法技术

本发明专利技术涉及一种PVDF膜的改性方法，包括如下步骤：(1)将PVDF膜用无水乙醇浸润后用超纯水清洗；(2)将经步骤(1)处理后的PVDF膜在胺类物质的水溶液中浸泡预定时间，使胺类化合物充分吸附在PVDF膜表面；(3)将经步骤(2)处理后的PVDF膜浸入酚类物质的水溶液中，待充分反应后取出；(4)将经步骤(3)处理后的PVDF膜利用超纯水冲洗后进行干燥处理，得到改性的PVDF膜。本发明专利技术通过对PVDF膜改性，改善了PVDF膜的亲水能力，具有高通量和高渗透性，可以使膜表面的耐溶剂性增强，提高了膜的抗污染能力和延长其寿命，同时本发明专利技术的所述的膜处理方式对膜的伸长率和最大拉力的影响比较小，且处理方法成本低，工艺简单，易于实现商业化生产。

A Modification Method of PVDF Film

The invention relates to a modification method of PVDF membrane, which comprises the following steps: (1) the PVDF membrane is soaked with absolute ethanol and cleaned with ultra-pure water; (2) the treated PVDF membrane is soaked in the aqueous solution of amine substances for a predetermined time, so that amine compounds can be adequately adsorbed on the surface of PVDF membrane; (3) the treated PVDF membrane is immersed in the aqueous solution of phenolic substances to be fully reversed; (2) the treated PVDF membrane is immersed in the aqueous solution of phenolic substances. The modified PVDF membranes were obtained by washing the treated PVDF membranes with ultra-pure water and drying them. By modifying the PVDF membrane, the invention improves the hydrophilic ability of the PVDF membrane, has high flux and permeability, enhances the solvent resistance of the membrane surface, improves the anti-fouling ability of the membrane and prolongs its life. At the same time, the membrane treatment method of the invention has less influence on the elongation and maximum tensile force of the membrane, and the treatment method is low in cost, simple in process and easy to realize. Industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种PVDF膜的改性方法
本专利技术涉及膜制备
，具体涉及一种PVDF膜的改性方法。
技术介绍
聚偏氟乙烯(PVDF)由于具有优良的化学稳定性、热稳定性和抗紫外辐射能力等优点，已广泛用于膜材料制备。但由于PVDF的表面能低，疏水性强，制备出来的膜容易吸附有机杂质而被污染，所以提高膜的抗亲水能力具有重要意义。对PVDF膜的亲水性改性方法主要有共混改性、表面改性和化学改性等。共混改性会使本身为疏水性的膜获得一定程度的亲水性，但是有时候所述亲水性成分会随着时间而逐渐从膜中析出。例如水溶性亲水成分如PVP会在水过滤过程中从膜中慢慢浸出，不仅会影响膜的过滤性能，还会造成水中有机物含量偏高。表面改性主要是通过辐照、光引发、等离子体技术改变表面的亲水性链，这种亲水性过程复杂，而且不能达到预期效果。化学改性通常产率低、重现性差和难以用于商业生产，而且化学改性的PVDF膜通常会丧失其机械强度和化学稳定性。综上所述，亟需提供一种具有制备的膜片具有高通量和高渗透性，同时抗污染能力和使用寿命长，同时对膜的伸长率和最大拉力的影响比较小的PVDF膜的改性方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有制备的膜片具有高通量和高渗透性，同时抗污染能力和使用寿命长，同时对膜的伸长率和最大拉力的影响比较小的PVDF膜的改性方法。上述目的是通过如下技术方案实现：一种PVDF膜的改性方法，包括如下步骤：(1)将PVDF膜用无水乙醇浸润后用超纯水清洗；(2)将经步骤(1)处理后的PVDF膜在胺类物质的水溶液中浸泡预定时间，使胺类化合物充分吸附在PVDF膜表面；(3)将经步骤(2)处理后的PVDF膜浸入酚类物质的水溶液中，待充分反应后取出；(4)将经步骤(3)处理后的PVDF膜利用超纯水冲洗后进行干燥处理，得到改性的PVDF膜。本专利技术通过对PVDF膜改性，改善了PVDF膜的亲水能力，本专利技术的膜即使不经过润湿剂处理，干燥后也能保持比较高的通量和渗透性，改性后膜表面的聚合物本身具有一定的亲水作用，可协同PVDF膜产生亲水作用，可以使膜表面的耐溶剂性增强，提高了膜的抗污染能力和延长其寿命，同时本专利技术的所述的膜处理方式对膜的伸长率和最大拉力的影响比较小，且处理方法成本低，工艺简单，易于实现商业化生产。更进一步的技术方案是：所述的胺类物质为对甲苯胺、乙酰胺、己二胺、2-胺基-4-甲基戊烷中的一种或多种。更进一步的技术方案是：所述的酚类物质包含茶多酚、葡萄多酚、苹果多酚中的一种或多种。更进一步的技术方案是：所述胺类物质为乙二胺，所述酚类物质为茶多酚。通过实验验证，选择乙二胺和茶多酚进行反应改性的PVDF膜的45S后的接触角可以达到0度，即属于完全润湿，膜通量大幅度的增加，同时膜的最大拉力和伸长率的下降程度基本可忽略不计。更进一步的技术方案是：所述胺类物质的水溶液中的胺类物质的质量浓度为0.05％～2％。更进一步的技术方案是：所述酚类物质的水溶液中的酚类物质的质量浓度为0.1％～5％。更进一步的技术方案是：所述胺类物质的水溶液中的胺类物质的质量浓度为1.5％，所述酚类物质的水溶液中的酚类物质的质量浓度为2％。通过实验证明，上述条件下改性的PVDF膜性能优异。更进一步的技术方案是：所述步骤(3)中酚类化合物的水溶液pH值为8～10，反应温度为15～35℃，反应时间为0.5～8小时。通过实验证明，上述条件下改性的PVDF膜性能优异。更进一步的技术方案是：所述步骤(3)中酚类化合物的水溶液液的pH为8，反应温度为30℃，反应时间为4h。更进一步的技术方案是：所述步骤(4)中采用真空干燥。本专利技术通过对PVDF膜改性，改善了PVDF膜的亲水能力，本专利技术的膜即使不经过润湿剂处理，干燥后也能保持比较高的通量和渗透性，改性后膜表面的聚合物本身具有一定的亲水作用，可协同PVDF膜产生亲水作用，可以使膜表面的耐溶剂性增强，提高了膜的抗污染能力和延长其寿命，同时本专利技术的所述的膜处理方式对膜的伸长率和最大拉力的影响比较小，且处理方法成本低，工艺简单，易于实现商业化生产。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步描述，以助于更好地理解本专利技术，但本专利技术的保护范围并不仅限于这些实施例。多元胺和多元酚的偶联反应为：(其中R’至少含有1个苯环)实施例1先将PVDF膜用无水乙醇浸润，再用超纯水清洗，然后将膜浸泡在质量浓度为1％的乙二胺溶液中，浸泡1h后，将膜取出放入质量浓度为3％的葡萄多酚溶液发生反应，溶液的pH为9，反应温度为20℃，反应时间为2h。反应完成后，取出用超纯水冲洗，真空干燥，制得亲水改性的PVDF膜。实施例2先将PVDF膜用无水乙醇浸润，再用超纯水清洗，然后将膜浸泡在质量浓度为1.5％的乙二胺溶液中，浸泡1h后，将膜取出放入质量浓度为2％的茶多酚溶液发生反应，溶液的pH为8，反应温度为30℃，反应时间为4h。反应完成后，取出用超纯水冲洗，真空干燥，制得亲水改性的PVDF膜。实施例3先将PVDF膜用无水乙醇浸润，再用超纯水清洗，然后将膜浸泡在质量浓度为0.5％的对甲苯胺溶液中，浸泡1h后，将膜取出放入质量浓度为5％的葡萄多酚溶液发生反应，溶液的pH为8，反应温度为15℃，反应时间为8h。反应完成后，取出用超纯水冲洗，真空干燥，制得亲水改性的PVDF膜。实施例4先将PVDF膜用无水乙醇浸润，再用超纯水清洗，然后将膜浸泡在质量浓度为1％的2-胺基-4-甲基戊烷溶液中，浸泡1h后，将膜取出放入质量浓度为2％的苹果多酚溶液发生反应，溶液的pH为10，反应温度为25℃，反应时间为1h。反应完成后，取出用超纯水冲洗，真空干燥，制得亲水改性的PVDF膜。实施例5先将PVDF膜用无水乙醇浸润，再用超纯水清洗，然后将膜浸泡在质量浓度为2％的乙酰胺溶液中，浸泡1h后，将膜取出放入质量浓度为2％的苹果多酚溶液发生反应，溶液的pH为8，反应温度为30℃，反应时间为4h。反应完成后，取出用超纯水冲洗，真空干燥，制得亲水改性的PVDF膜。实施例6先将PVDF膜用无水乙醇浸润，再用超纯水清洗，然后将膜浸泡在质量浓度为0.05％的乙酰胺溶液中，浸泡2h后，将膜取出放入质量浓度为0.1％的苹果多酚溶液发生反应，溶液的pH为10，反应温度为35℃，反应时间为10h。反应完成后，取出用超纯水冲洗，真空干燥，制得亲水改性的PVDF膜。实施例7先将PVDF膜用无水乙醇浸润，再用超纯水清洗，然后将膜浸泡在质量浓度为1.5％的乙酰胺溶液中，浸泡1h后，将膜取出放入质量浓度为5％的苹果多酚溶液发生反应，溶液的pH为8，反应温度为15℃，反应时间为0.5h。反应完成后，取出用超纯水冲洗，真空干燥，制得亲水改性的PVDF膜。对比例采用未经改性处理的PVDF。表1表示在同样的压力和同样的膜面积下膜丝的测试数据组件编号通量/L/m2·h45S后的接触角/度最大拉力/N伸长率/％实施例1146.77101.2189.56实施例2159.7801.4892.51实施例3149.0791.3490.42实施例4137.88201.5294.33实施例5143.6551.3589.74实施例6138.22201.5494.21实施例7148.5371.3190.21对比例135501.7195.31上述实施例为本专利技术较佳的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PVDF膜的改性方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将PVDF膜用无水乙醇浸润后用超纯水清洗；(2)将经步骤(1)处理后的PVDF膜在胺类物质的水溶液中浸泡预定时间，使胺类化合物充分吸附在PVDF膜表面；(3)将经步骤(2)处理后的PVDF膜浸入酚类物质的水溶液中，待充分反应后取出；(4)将经步骤(3)处理后的PVDF膜利用超纯水冲洗后进行干燥处理，得到改性的PVDF膜。

【技术特征摘要】
1.一种PVDF膜的改性方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将PVDF膜用无水乙醇浸润后用超纯水清洗；(2)将经步骤(1)处理后的PVDF膜在胺类物质的水溶液中浸泡预定时间，使胺类化合物充分吸附在PVDF膜表面；(3)将经步骤(2)处理后的PVDF膜浸入酚类物质的水溶液中，待充分反应后取出；(4)将经步骤(3)处理后的PVDF膜利用超纯水冲洗后进行干燥处理，得到改性的PVDF膜。2.根据权利要求1所述的PVDF膜的改性方法，其特征在于，所述的胺类物质为对甲苯胺、乙酰胺、己二胺、2-胺基-4-甲基戊烷中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的PVDF膜的改性方法，其特征在于，所述的酚类物质包含茶多酚、葡萄多酚、苹果多酚中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的PVDF膜的改性方法，其特征在于，所述胺类物质为乙二胺，所述酚类物质为茶多酚。5.根据权利要求1～4任意一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴杰辉，石楚道，石世业，
申请(专利权)人：湖南沁森高科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43