[发明专利]一种PVDF微滤膜的改性方法

说明书

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种PVDF微滤膜的改性方法，其具体步骤如下：首先将酶法纤维素在三氟乙酸中加热溶解得到酶法纤维素溶液；将PVDF微滤膜浸泡于酶法纤维素溶液中，然后取出，并进行真空干燥，得到酶法纤维素涂覆的改性PVDF微滤膜。本发明采用低聚合度纤维素溶液中浸泡的方式，纤维素分子在PVDF微滤膜表面和内壁涂覆均匀，制备方法简单、易操作、环保；酶法纤维素改性后的PVDF微滤膜具有高水通量、抗蛋白质污染和吸附染料的性能，改性效果显著，有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种PVDF微滤膜的改性方法。

背景技术

自20世纪60年代第一次采用相转化法制备分离膜以来，膜分离技术受到了广泛的关注。聚偏氟乙烯(PVDF)因其优良的耐化学性、机械强度和热稳定性使其在膜分离领域得到了广泛应用。但PVDF的表面能极低，因此PVDF膜的可润湿性较差，具有很强的疏水性，纯水通量通常较低。此外，PVDF膜在处理含有天然有机物(如蛋白质)的水溶液时，由于PVDF的疏水性特征，膜表面易于被蛋白质吸附造成膜孔的堵塞，从而降低了PVDF膜的渗透性和最终分离性能，缩短了膜的使用寿命，增加了使用成本，制约了其在膜分离领域的应用范围。因此，对PVDF膜的进行改性以扩展其在水处理方面的应用，己成为学术界和工业界关注的问题。目前的改性方法有共混改性、表面接枝和表面涂覆等。

中国专利CN 102350232A公开了一种亲水性耐污染PVDF共混微滤平片膜及其制备方法。通过PVDF与聚砜共混制备具有高水通量和抗污染能力强的平片膜，但是聚砜的加入降低了PVDF膜的机械性能并且增加了生产成本。

中国专利CN 103357281A公开了一种有效抗蛋白污染的PVDF微滤膜的改性方法。首先通过对PVDF膜表面进行强碱处理，然后将甲基丙烯酸羟乙酯接枝到PVDF膜表面，再与两亲性分子共聚形成具有亲水性和抗蛋白污染能力的表面层，最终达到增强PVDF膜抗蛋白污染性能的效果。但是其表面接枝方法处理工艺复杂、操作程序繁琐，不适合工业化生产。

表面涂覆是提高膜亲水性最简单的一种方法，具有操作简单、处理周期短和成本低的优点。中国专利CN 110665376A公开了一种利用碳纳米管涂覆改性中空纤维膜的制备方法。将制备的碳纳米管分散液涂覆在基体膜表面，利用碳纳米管的亲水性改进膜的水通量和抗污染性能。但是由于碳纳米管与基体的结合性较差，导致表面涂覆层极易脱落。因此，需要提升PVDF膜表面亲水涂层的强度，有效提升膜的使用寿命。

生物质材料以其可再生、可生物降解、良好的生物相容性和低成本等优势受到越来越多的关注。纤维素是地球上最丰富的生物质材料，且由于纤维素分子间和分子内的氢键，赋予其良好的亲水性能。但是由于天然纤维素较高的聚合度使其难以在常规的有机溶剂中溶解，无法实现其在PVDF微滤膜表面分子级别的均匀涂覆。因此，只能以共混的方式加入到PVDF中制备复合膜。中国专利CN 111617639A公开了一种生物质纤维素改性PVDF中空纤维微滤膜及其制备方法和应用。首先采用强酸处理生物质制备纤维素，再将纤维素在特定的有机溶剂中分散，然后与PVDF共混制备具有高水通量和强抗污性能的PVDF改性膜，其制备步骤繁琐耗时。