[发明专利]一种亲水性聚偏氟乙烯微滤膜的制备方法

说明书

本发明为一种亲水性聚偏氟乙烯微滤膜的制备方法，一种具有持久亲水效果的改性PVDF微滤的制备方法，将聚偏氟乙烯（PVDF）粉末、共聚物增容剂以及大分子致孔剂，选用极性溶剂进行加热搅拌，充分溶解得到PVDF混合溶液。本发明制备亲水改性的PVDF微滤膜，原料容易获取，制备过程中的操作简单、步骤简洁，没有繁复的后处理，可实现低成本的工业化生产；采用水溶性聚合物作为亲水改性剂，并且利用共聚物增容剂将其固定在PVDF基体中，制备得到的改性PVDF微滤膜具有优异的润湿性；与常规共混制备得到的改性PVDF微滤膜相比，在本发明制备得到的PVDF微滤膜的使用过程中，水溶性聚合物不容易从膜内剥落从而使膜具备持久的亲水性能。

技术领域

本发明涉及的技术领域是聚合物膜材料，具体涉及一种亲水性聚偏氟乙烯微滤膜的制备方法。

背景技术

膜技术因其选择性高、操作简单、节能环保等优点，在水体处理、化工生产、制药医疗、能源开发等领域发挥着独到的优势。聚偏氟乙烯（PVDF）具有优异的机械性能、耐化学性能、热稳定性能以及可加工性等特点，因而在膜分离技术中得到了广泛的应用。然而，PVDF微滤膜的应用由于PVDF材料本身的疏水性质而受到极大的限制，尤其是物体系的处理过程中，一方面，疏水的PVDF微滤膜可润湿性能差，导致通量较低；另一方面，PVDF膜与部分胶体、微生物等物质之间易发生较强的非特异性吸附，使得PVDF微滤膜遭受“生物淤积”，造成膜孔堵塞，导致过滤性能进一步降低，并且污染程度随着膜的运作时间的延长而加剧，因此在长期的使用过程中需要频繁的更换或清洗以保障过滤效果，增加了使用成本。

大量的研究结果表明，提高PVDF膜的亲水性能够有效地增强膜的抗污染性能，对此，制备一种具有亲水性能的PVDF微滤膜，拓展其在更多领域的应用，是当下膜技术研究领域中的热点工作之一。作为影响亲水性传递的处理手段，采用有机溶剂(醇)-水置换的方法和利用表面活性剂或亲水聚合物包覆膜孔表面的方法已为该技术所熟知。前一种方法的缺点是，经该方法处理的亲水膜在干燥后，其亲水性被完全剥夺，而经后者处理的膜则在使用过程中，存在涂层处理所沉积的亲水化合物从膜内渗出的问题。一种方法，包括用醇浸渍疏水多孔膜，用水溶性聚合物溶液处理浸渍膜，干燥处理后的膜，以及通过热处理或乙酰化处理使沉积在膜中孔隙表面的水溶性聚合物交联和不溶，这些方法不仅有一个共同的缺点，即所涉及的处理过程非常复杂，而且还存在许多其他缺点，如在γ射线灭菌过程中，避免不了不相容以及部分分解了的聚合物的渗出或者沉积的亲水化合物的渗出。

目前，对于PVDF微滤膜的亲水改性工作已有许多文献和专利进行报道。例如专利技术CN109499393A公开了一种超亲水PVDF油水分离膜的制备方法，在等离子体处理后的疏水PVDF膜表面接枝氨基化改性的纳米粒子，然后通过进一步接枝将多氨基聚合物固定在PVDF膜表面。然而，表面化学处理容易损坏膜表面结构造成膜性能下降，同时无法提高膜内部的亲水性能，同时对设备要求较高且操作繁琐。专利技术CN103055720B提供了一种以聚乙烯吡咯烷酮为亲水添加剂，聚氨酯为加强添加剂，通过相转化法制备得到亲水改性的PVDF中空纤维膜的方法。但是，绝大多数亲水物质与PVDF不相容，并且亲水添加剂容易在膜的使用过程中从膜内脱落，因此传统的共混改性技术对PVDF微滤膜的亲水改性效果受限。在PVDF铸膜液中引入增容剂，通过化学键的方式将亲水组分固定在PVDF微滤膜内，有望制备膜表面和膜内部亲水性均能有效提升的PVDF微滤膜，同时生产过程简单。

发明内容

本发明的目的是提供一种亲水性持久的改性PVDF微滤膜的制备方法，以解决目前亲水性PVDF微滤膜所面临的改性效率低、手段复杂、孔结构易被破坏等问题。

本发明是通过以下技术方案来实现上述目的的：

一种具有持久亲水效果的改性PVDF微滤的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚偏氟乙烯（PVDF）粉末、共聚物增容剂以及大分子致孔剂，选用极性溶剂进行加热搅拌，充分溶解得到PVDF混合溶液；