[发明专利]微流控制备聚偏氟乙烯中空薄膜的方法

说明书

一种微流控制备聚偏氟乙烯中空膜的方法，其特征在于：该方法的步骤包括：首先将制备PVDF中空膜的原材料准备好，然后采用微流控系统进行PVDF中空膜制备，获得最终的目标产物。申请这种微流控制备薄膜的方法，由于微流控法可以通过使用不同尺寸的微通道或调节各通道流速的方式控制各介质在通道内的混合及分布，因此可以达到精准控制薄膜厚度和成分的优点，使得薄膜厚度更加均匀，同时由于微尺寸的天然优势使得该法具有节省材料，合成效率高等优势。

技术领域

本申请涉及薄膜的制备技术领域，具体的涉及一种微流控制备聚偏氟乙烯中空膜的方法。

背景技术

PVDF(聚偏氟乙烯)中空薄膜是一种韧性好、强度高的半结晶性聚合物，具有耐腐蚀、耐热、耐辐射等特点，是一种较理想的工业分离膜材料。现有工艺制备方法包括溶液纺丝法，熔融纺丝拉伸法，热致相分离法等。然而上述方法在制备过程中可能存在因结晶而发生固液相分离等问题。

近年来微流控技术发展迅速，微流控(Microfluidics)指的是使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体(体积为纳升到阿升)的系统所涉及的科学和技术，是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科。因为具有微型化、集成化等特征，微流控装置通常被称为微流控芯片，也被称为芯片实验室(Labon a Chip)和微全分析系统(micro-Total Analytical System)。微流控的早期概念可以追溯到19世纪70年代采用光刻技术在硅片上制作的气相色谱仪，而后又发展为微流控毛细管电泳仪和微反应器等。微流控的重要特征之一是微尺度环境下具有独特的流体性质，如层流和液滴等。借助这些独特的流体现象，微流控可以实现一系列常规方法所难以完成的微加工和微操作。目前，微流控被认为在生物医学研究中具有巨大的发展潜力和广泛的应用前景。

而如何通过微流控的方法来制备PVDF中空膜尚无报道。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种不存在因结晶而发生固液相分离的微流控制备聚偏氟乙烯中空膜的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种微流控法制备PVDF中空膜的方法，该方法的步骤包括：首先将制备PVDF中空膜的原材料准备好，然后采用微流控系统进行PVDF中空膜制备，获得最终的目标产物。

优选的，所述的原材料的准备：外相:5wt％聚乙烯水溶液，中间相:氟聚乙烯(PVDF)/二甲基甲酰胺(DMF)溶液，25.0g PVDF溶于70℃75.0g DMF中，连续搅拌6h；内相:50g熔融态石蜡(熔点27℃)；

优选的，所述的PVDF中空膜制备具体包括：

使用注射泵将材料通入微流控系统的通道中，所述的微流控系统包括位于微流控主板上的第一微通道、第二微通道、第三微通道，所述的第一微通道位于微流控主板的中部并沿着长度方向延伸，一端为介质进料端、另一端为介质输出端；所述的第二微通道和第三微通道分布于第一微通道的侧面并与第一微通道垂直连接，且第二微通道位于介质流通的上游、第三微通道位于介质流通的下游；所述的第二微通道、第三微通内的介质均汇集于第一微通道内并自介质输出端输出；

然后将内相通过介质进料端输入至微流控系统的第一微通道中，将中间相输入至第二微通道、外相输入至第三微通道中；

然后将经过微流控系统、并发生了凝胶化的凝胶膜收集于含有去离子水的容器中，凝胶膜加热到60-70℃或浸泡于正辛烷溶液中20-30小时，除去石蜡形成中空膜，然后用去离子水清洗干燥得到本发明的PVDF中空膜。

优选的，所述的第一微通道的内孔径为40-300微米，第二微通道的内孔径为400-500微米，第三微通道的内孔径为600-800微米。

优选的，所述的第二微通道至少为一根：进一步优选的，所述的第二微通道为两根，且两根第二微通道均与第一微通道垂直连接、并对称分布于第一微通道的两侧。