[发明专利]一种改性的聚偏氟乙烯杂化膜的制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种改性的聚偏氟乙烯杂化膜的制备方法，包括制备含氟两亲性膜改性剂和制备含氟两亲性膜复合改性剂溶液，最终制备改性的聚偏氟乙烯杂化膜，其中，含氟两亲性膜改性剂是以丙烯酸六氟丁酯及丙烯酸为原料，以偶氮二异丁腈为引发剂，乙醇为溶剂，在氮气保护下，采用顺序滴加法而制成。该改性剂通过与钛酸丁酯共混制成复合改性剂溶液，再与聚偏氟乙烯溶液混合利用相转化方法制备得到改性的聚偏氟乙烯杂化膜。本发明的优点在于：杂化膜的制备方法过程条件温和、简单易行，所制备的杂化膜性能优异，用于乳化油处理时，对乳化油的截留率可高达99.9％，通量衰减可低至22％，水洗通量恢复性能可高于99％。

主权项

一种改性的聚偏氟乙烯杂化膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、制备含氟两亲性膜改性剂：将丙烯酸六氟丁酯单体溶于无水乙醇中，形成体积分数为3～5％的溶液A，向溶液A中通高纯氮气保护，机械搅拌，于70℃加入偶氮二异丁腈引发剂，所述偶氮二异丁腈引发剂的加入量是溶液A中丙烯酸六氟丁酯单体质量的2～5％，反应2～3小时，得到溶液B；向溶液B中逐滴加入体积分数为5～15％的丙烯酸乙醇溶液，丙烯酸乙醇溶液中丙烯酸单体的量是溶液B中丙烯酸六氟丁酯单体质量的30～60％，继续反应8～10小时，得到含有共聚物的反应溶液；用正庚烷或石油醚萃取三次除去反应溶液中未反应单体及小分子物质，再冷冻干燥去除多余溶剂，得到聚丙烯酸六氟丁酯‑聚丙烯酸共聚物即为含氟两亲性膜改性剂，该改性剂中，聚丙烯酸链段的链长为聚丙烯酸六氟丁酯链段的链长的100～200％，分子量为10～20kDa；步骤二、制备含氟两亲性膜复合改性剂溶液：将步骤一制备得到的聚丙烯酸六氟丁酯‑聚丙烯酸共聚物溶于N‑甲基吡咯烷酮，配制成质量分数为25～30％的溶液，向该溶液中逐滴滴加钛酸丁酯，所述钛酸丁酯的加入量为聚丙烯酸六氟丁酯‑聚丙烯酸共聚物质量的5～50％，于60℃搅拌8～12小时形成橙色均相溶有聚丙烯酸六氟丁酯‑聚丙烯酸共聚物和钛酸丁酯的改性剂溶液即为含氟两亲性膜复合改性剂溶液；步骤三、制备改性的聚偏氟乙烯杂化膜：在60℃下，将聚偏氟乙烯溶于N‑甲基吡咯烷酮溶剂配制成聚偏氟乙烯质量分数为30～35％的溶液C，将步骤二制备得到的含氟两亲性膜复合改性剂溶液逐滴加入到溶液C中得到溶液D，溶液D中聚丙烯酸六氟丁酯‑聚丙烯酸共聚物质量分数为聚偏氟乙烯质量分数的50～60％，继续搅拌至少12小时，得到均相铸膜液，该铸膜液在60℃下静止脱泡6～12小时，冷却至室温后将铸膜液倒在基板上刮膜，迅速放入20～30℃水浴中相转化成固态膜，从基板上取下膜后用水浸泡24小时，得到聚偏氟乙烯/聚丙烯酸六氟丁酯‑聚丙烯酸/二氧化钛杂化膜即为改性的聚偏氟乙烯杂化膜。