[发明专利]聚偏氟乙烯温敏性膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚偏氟乙烯温敏性膜及其制备方法，属于化学工程与技术领域。所述聚偏氟乙烯温敏性膜由以下重量份组分组成：聚偏氟乙烯2～15份、PVDF‑b‑PNIPAM 1～5份、PEG 1～10份、溶剂30～80份；所述PVDF‑b‑PNIPAM的结构式如下所示：其中，n＝20‑150；m＝20‑150；所述PVDF‑b‑PNIPAM的平均分子量为9000‑20000；聚合度为20‑103。本发明具有制备工艺简单、成本低、适合工业化生产的特点，聚偏氟乙烯温敏性膜具有高通量、抗污染的特性。

技术领域

本发明涉及化学工程与技术领域，特别是指一种聚偏氟乙烯温敏性膜及其制备方法。

背景技术

聚偏氟乙烯(PVDF)已成为用于废水处理、化工生产和生物分离等应用的主要膜材料。PVDF材料具有优良的机械性能、出色的化学稳定性、耐酸碱腐蚀、制备工艺便捷、成本较低等诸多优点。

但PVDF超滤膜本身具有较强的疏水性，在使用过程中截留物易吸附在膜表面及膜孔内造成膜孔堵塞，致使膜体抗污染性能下降，且清洗十分困难。所以，为了进一步提高PVDF膜的使用寿命、优化生产成本、扩展使用范围，增加其亲水性能、避免膜污染成为研究的热点方向。

大部分PVDF商业化产品是通过自由基聚合得到，由于偏氟乙烯单体的共聚Q值低于常规亲水单体，致使在自由聚合过程中PVDF主链上很难引入亲水链段。现在流行的改善PVDF膜抗污性能的有两种：表面改性和共混改性。然而，表面修饰可能导致膜孔和孔径的变化分布，导致渗透性降低。聚合常常仅发生在膜表面附近，并且难以到达深孔壁；同时接枝聚合物的分散性不均一，容易造成亲水链段的团聚，出现缺陷致使机械性能下降和节流率降低。

专利(CN104971632A)公开了一种易清洗型聚偏氟乙烯超滤膜及其制备方法，该制备是以磷酸三乙酯为溶剂，将聚N-异丙基丙烯酰胺改性过的凹凸棒石超声分散在其中，加入聚偏氟乙烯搅拌至溶解，再加入致孔剂聚乙二醇搅拌均匀，最后静置脱泡得铸膜液；以水为凝固浴，采用浸没沉淀相转化法制成超滤膜。该专利采用聚N-异丙基丙烯酰胺改性过的凹凸棒石超声分散至体系中，提高超滤膜的亲水性及机械强度，凹凸棒石的改性要先在其上接枝硅烷偶联剂，然后再在硅烷偶联剂上接枝聚N-异丙基丙烯酰胺，操作过程繁琐，且将其超声分散至其中，短时间可保持其均匀性，由于凹凸棒石的无机特性，随着时间的推移，在体系中会发生迁移，存在无法长时间形成均一体系的缺陷。

专利(CN103182257 A)公布了一种温敏自清洁聚偏氟乙烯膜及其制备方法，该制备是以聚偏氟乙烯、二氧化钛及N-异丙基丙烯酰胺为主要原料制得二氧化钛/N-异丙基丙烯酰胺纳米颗粒/聚偏氟乙烯共混膜。该专利中制备二氧化钛/N-异丙基丙烯酰胺纳米颗粒时，首先先制备二氧化钛/硅烷偶联剂MPS纳米颗粒，然后再进行反应制得所需的纳米颗粒，工艺复杂，且二氧化钛无机纳米粒子无法在聚偏氟乙烯体系中保持长效的均匀性，易出现纳米粒子的沉积和聚集。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种制备工艺简单、适用于工业化生产，且具有高通量、抗污染的聚偏氟乙烯温敏性膜及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一方面，提供一种聚偏氟乙烯温敏性膜，由以下重量份的组分组成：聚偏氟乙烯2～15份、PVDF-b-PNIPAM 1～5份、PEG 1～10份、溶剂30～80份；

所述PVDF-b-PNIPAM的结构式如下所示：

其中，n＝20-150；m＝20-150；所述PVDF-b-PNIPAM的平均分子量为9000-20000；聚合度为20-103。

进一步的，所述溶剂为DMF、DMAc、DMSO中的一种或多种。

其中，所述PVDF-b-PNIPAM的制备方法包括：