一种增强微孔过滤膜及其制备该产品的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种增强微孔过滤膜及其制备该产品的方法和装置，本发明专利技术增强微孔过滤膜包括作为基底的无纺布，采用流延刮膜方式，将铸膜液刮敷在所述无纺布正反两面，再经凝胶后形成的两层膜层，其特征在于：所述无纺布的厚度为３０～１２０微米，无纺布的面密度为３０～１００ｇ／ｍ↑［２］，每一所述膜层的厚度为５～５０微米；两所述膜层中的铸膜液由聚合物树脂、有机溶剂和添加剂混合组成；所述铸膜液中，聚合物树脂的重量份数∶有机溶剂的重量份数∶添加剂的重量份数比为５～４０∶４０～９０∶０．５～５０。本发明专利技术制作的增强微孔过滤膜可应用于高氡环境下α放射性气溶胶的取样监测或过滤中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种过滤材料，特别是关于一种用于放射性气溶胶取样监测的增 强微孔过滤膜及其制备该产品的方法和装置。技术背景a放射性气溶胶监测仪采用能量补偿法，通过a能谱分析，甄别天然子体(如 Rn、 Th子体)的干扰，从而提高放射性气溶胶的监测灵敏度。然而该方法受到取 样材料结构和性能的限制，特别是受到取样过滤材料的气溶胶表面收集性能的限 制。因为人工污染核素的a能谱能否与天然子体的a能谱分开，不仅取决于电 子探测系统的分辨率，还与富集的样品的状况密切相关。如果滤材表面收集特性 (即表面收集放射性气溶胶的份额)太低，收集的样品可能大部分渗入滤材内部， 致使收集的可探测样品太厚或表面不均匀而产生自吸收，这将使本底的a能谱出 现"拖尾"现象，严重影响测量的灵敏度。现有的a放射性气溶胶监测仪，常采 用玻璃纤维滤材或滤纸进行取样，纤维类滤材虽然具有过滤效率高、自吸收较小、 阻力适中的特点，但是，纤维滤材表面收集特性差(其表面收集气溶胶的份额多 为20 30%)，气溶胶粒子会渗入滤材内部，因而所收集气溶胶样品的ct能谱将会 发生畸变，影响了甄别天然Rn、 Th子体的能力。另外，如果滤材的抗拉强度较低， 在监测过程中容易出现裂痕和破损，会造成测量数据的失效。目前，作为一种取 样过滤材料，微孔滤膜多用于溶液体系的过滤和分离，而对用于空气取样监测和 分离的微孔过滤膜的研究和应用还较少。相对于溶液体系的分离和过滤，空气中 a放射性气溶胶的取样对过滤膜有特殊的要求，首先要求空气过滤监测膜流量大， 阻力小，能在短时间内釆集足够多的样本，及时反映出空气中悬浮物的含量；其 次要求空气滤膜能筛选出空气中特定大小的微粒，这就要求其孔径尽量均匀一致; 此外还要求过滤膜表面皮层要薄，过滤效率高，这样才能保证表面收集特性高， 从而保证监测结果的准确性和可靠性。在现有技术中，实验室制备微孔滤膜通常是采用流延法在玻璃板上刮膜，此 方法适于制备单功能层膜，并且多为间歇手工制备，不能满足连续和双面刮膜的 要求。而工业规模生产的平板膜通常采用在增强层上流延成膜，大多情况下为在 增强层单面刮膜，水平拉出。采用刮膜方法制备微孔滤膜的装置及工艺，主要是 为溶液过滤膜而研制的，因此制得的微孔滤膜很难达到空气滤膜综合指标的要求。本申请人在"一种滤膜刮膜机"(200520122112.0)的技术专利中提供了一种 制备空气滤膜的设备，该设备能完成双功能层增强膜(在增强层双面刮膜)的制 备。但是该设备在取得各种有益效果的基础上，还存在一些问题1、增强层浸入 膜液工序与刮膜工序之间有一段距离，对成膜质量有一定影响。2、该设备本身只 具有成膜装置，而不具有凝胶装置，使得微孔滤膜的制备过程必须分别在两个设 备上才能完成，从而造成设备繁杂，占地面积大。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种适用于a放射性气溶胶监测仪使用 的增强微孔过滤膜及其制备该产品的方法和装置。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案 一种增强微孔过滤膜，它包括 作为基底的无纺布，采用流延刮膜方式，将铸膜液刮敷在所述无纺布正反两面， 再经凝胶后形成的两层膜层，其特征在于所述无纺布的厚度为30 120微米， 无纺布的面密度为30 100g/m2，每层所述膜层的厚度为5 50微米；所述两膜层 中的铸膜液由聚合物树脂、有机溶剂和添加剂混合组成；所述铸膜液中，聚合物 树脂的重量份数有机溶剂的重量份数添加剂的重量份数比为5 40: 40 90:0. 5 50。所述聚合物树脂包括聚砜，聚醚砜，聚芳醚砜，磺化聚砜，聚偏氟乙烯，聚 三氟乙烯，聚四氟乙烯，含氟聚酰亚胺，聚酯，聚碳酸酯，聚丙烯腈，聚乙烯醇， 聚乙烯吡咯垸酮，聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或一种以上经液相共混形成的共混 物或接枝共聚物；所述有机溶剂包括甲醇，乙醇，正丁醇，异丙醇，二氯甲烷， 三氯甲垸，四氯乙烷，丙酮，环己酮，正己烷，苯，N、 N二甲基乙酰胺，N、 N二 甲基甲酰胺，N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种或一种以上溶剂；所述添加 剂包括水，聚乙二醇，聚乙烯基吡咯垸酮，二甲基亚砜，吐温80，醋酸钠，三氟 乙醇中的一种或一种以上添加剂。用于制作所述无纺布的纤维为聚酯、粘胶、丙烯酸和聚酰胺。 一种制备本专利技术增强微孔过滤膜的方法，其包括以下步骤(1)配置由聚合物树脂、有机溶剂和添加剂混合组成的铸膜液，并注入设置在紧靠两刮膜辊轴之 间的膜液漏斗中，所述铸膜液中聚合物树脂的重量份数有机溶剂的重量份数 添加剂的重量份数比为5 40: 40 90: 0. 5 50; (2)在环境温度为20 50°C， 空气湿度为50% 95%的条件下，移动穿过所述膜液漏斗的无纺布，并通过所述刮 膜辊轴的转动速度和相对间隙控制铸膜液在所述无纺布上的刮敷速度为10 500mm/s，刮敷厚度为10 50微米；(3)将经步骤(2)刮敷有铸膜液的无纺布在凝胶液中凝胶；(4)将经凝胶的无纺布进行浸泡、晾干，得到孔径为O. 1 2微米的增强过滤膜成品。一种制备本专利技术增强过微孔滤膜的装置，其特征在于它包括一外壳，设置 在所述外壳内的三个无纺布导向滚筒， 一个设置在无纺布第二导向滚筒下方的膜 液漏斗，所述膜液漏斗内储有铸膜液，两个径向相对设置在所述膜液漏斗下方的 刮膜辊轴， 一个设置在两所述刮膜辊轴下方的凝胶浴槽，所述凝胶浴槽内储有凝 胶液，两个分别设置在凝胶浴槽内底部的转向辊轴， 一个设置在第三导向滚筒右 侧的主动辊轴， 一个设置在第一导向滚筒左侧下方的被动辊轴；所述三个导向滚 筒、两个刮膜辊轴和主、被动辊轴的两端分别通过轴承支撑在所述外壳上。所述两刮膜辊轴之间设置有调节刮膜厚度的调节装置。所述主动辊轴的一端连接一驱动电机或手动摇把。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本专利技术提供了各种不同 配方的铸膜液，采用本专利技术铸膜液、制备方法和制备装置制作的增强微孔过滤膜 具有强度高，过滤阻力小，膜自吸收小，能量分辨率高，过滤效率高(过滤效率 》99.9%)，空气取样阻力小(30 42kPa)，取样流量大，表面收集气溶胶的份额 高(为50 96%)，孔径均匀性好，表面平整等特点。2、本专利技术增强微孔过滤膜在 核设施工作场所和气态排出流中a放射性气溶胶的快速连续取样监测、事故报警 以及工艺在线监测中和在高氡环境下的a放射性气溶胶取样监测或过滤中，可进 一步提高a放射性气溶胶的监测灵敏度，实现在高氡环境中快速准确监测低水平 a气溶胶浓度的目的。3、本专利技术增强微孔过滤膜在用于气体尘粒的收集、过滤和 气体的除菌净化，能够进行空气样品的连续取样监测，具有气体收集和过滤无方 向性的特点。4、本专利技术方法由于采用刮膜辊轴布膜的方式，并将铸膜液漏斗直接 设置在两刮膜辊轴的上方，使浸有铸膜液的无纺布可立即进入两光敏辊轴之间进 行刮膜操作，因此，有效地克服了现有技术中浸有铸膜液的无纺布要经过一段距 离才能进行刮膜，影响膜质量的问题，本专利技术不会因为无纺布的抖动和不平整而 影响膜厚度的均匀性和膜表面的平整度，采用本专利技术方法制备出的增强微孔过滤 膜具有厚度很薄，阻力小、流量大，表面收集特性高等综合特点。5、本专利技术装置 由于大大縮小了膜液漏斗与刮膜辊轴之间的距离，同时包含有凝胶浴槽，因此不 但提高了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强微孔过滤膜，它包括作为基底的无纺布，采用流延刮膜方式，将铸膜液刮敷在所述无纺布正反两面，再经凝胶后形成的两层膜层，其特征在于：所述无纺布的厚度为３０～１２０微米，无纺布的面密度为３０～１００ｇ／ｍ↑［２］，每层所述膜层的厚度为５～５０微米；两所述膜层中的铸膜液由聚合物树脂、有机溶剂和添加剂混合组成；所述铸膜液中，聚合物树脂的重量份数：有机溶剂的重量份数：添加剂的重量份数比为５～４０∶４０～９０∶０．５～５０。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾心苗，黄子翰，张龙，王红杰，郑金美，鲍矛，
申请(专利权)人：北京市射线应用研究中心，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]