[发明专利]一种食品级聚偏氟乙烯膜及其制造方法

说明书

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及并公开了一种食品级聚偏氟乙烯膜，膜在加热至80℃的超纯水中浸提24小时而得到的液体中包含的溶出物量≤1.0 mg/m²，膜的质量含水量≤10%。本发明还公开了该食品级聚偏氟乙烯膜：（1）制备均匀的聚偏氟乙烯液（2）模具成型（3）通过气隙进入到凝固水浴再水浴凝固成型（4）水洗浴抽提除去溶剂（5）盐水浴使膜吸附少量盐作为膜孔保持剂（6）干燥。本发明的一种食品级聚偏氟乙烯膜溶出物少，含水量低，能维持较高通量，强度高，结构稳定，适合食品应用，且制造方法简单可控，无额外污染。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种食品级聚偏氟乙烯膜及其制造方法。

背景技术

聚偏氟乙烯（PVDF）是一种半结晶聚合物，有良好的机械性能、耐气候性和化学稳定性，在水处理、航空航天、食品饮料、生物医药等领域应用广泛，成为当今主流超、微滤膜产品。基于相转化法制备高性能的PVDF膜的研究工作多年来一直是膜分离领域的研究热点，受到国际膜研究学者和产业界广泛关注。

在PVDF的相转化法制膜过程中，常需加入大分子成孔剂，比如聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和聚乙二醇（PEG）等，主要起分散、增稠和致孔作用，它们的加入可以帮助调整铸膜液中PVDF分子链状态，提高或降低铸膜液稳定性、成孔性、通量和亲水性等性能；或者，为了制备高通量的PVDF膜，在热致相转化法中添加大量纳米粒子，然后用化学法浸提去除这些纳米粒子；又或者，为了提高PVDF铸膜液的稳定性，加入表面活性剂，利用表面活性剂的强渗透和强乳化作用稳定铸膜液。这些添加有大量大分子成孔剂、表面活性剂或是纳米粒子的PVDF膜，在应用于饮用水、食品饮料或是生物医药等膜分离领域时，常会导致产水水质难以达标，某些溶出物甚至可能会导致难以预测的生化反应，比如纳米粒子，进入人体后具有非常强的吸附力，容易占据人体细胞和组织，有可能会给人类健康带来难以预测的隐患。另外，相转化法制备的PVDF膜常需湿态保存，容易导致细菌增殖或低温下膜的冻结，最终导致性能降低。而含水率少的干膜，则可使得PVDF膜组件轻质化，运送的成本降低，且安全性大大提高。目前为止，关于溶出物少的食品级的PVDF干燥膜鲜有报道。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种溶出物少、含水量少的食品级聚偏氟乙烯膜及其制造方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种食品级聚偏氟乙烯膜，膜在加热至80℃的超纯水中浸提24小时而得到的液体中包含的溶出物量≤1.0 mg/m² 。温度升高也能保证溶出物的含量很低，适合用于食品的生产、储存、使用过程。

作为优选，膜的质量含水量≤10%。含水量低，能够避免低温状态下膜的冻结，适合使用在食品行业的冷冻储存。

作为优选，膜包括以下重量份的组分：聚偏氟乙烯≥70%重量份；食品级的亲水性第二聚合物≤30%重量份。膜的亲水性能好，透过通量高。

作为优选，膜在 0.1MPa下的纯水通量≥300 LMH。水通量高，膜使用寿命长，节约成本。

作为优选，膜包括支撑层和分离层，支撑层含有微米级孔径，分离层为致密的纳米级孔径。支撑层和分离层为高度非对称结构，平均孔径比至少为10。一方面使得支撑层疏松、透过流量高，另一方面也使膜的耐压强度高，膜的亲水性具有很高的稳定性。

作为优选，膜的支撑层的平均孔径≥0.5 µm，分离层的平均孔径≤0.05 µm。在膜的耐压强度足够应用的前提下，膜的支撑孔径越大，越有助于膜的通透性能提升，即出水量的提升；而致密的分离层，则可以保障膜在长期使用过程中的出水水质。

一种食品级聚偏氟乙烯膜的制造方法，包括以下步骤：