本發(fā)明涉及高分子微濾膜材料的加工領(lǐng)域，尤其是涉及聚四氟乙烯微孔膜的加工領(lǐng)域，具體為一種聚四氟乙烯微孔膜的親水改性方法。
背景技術(shù)：
聚四氟乙烯（PTFE）因其具有化學(xué)穩(wěn)定性好、高低溫適應(yīng)性和耐化學(xué)腐蝕性以及效小的表面張力和摩擦系數(shù)等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于過濾、服裝、生物、醫(yī)藥等多個技術(shù)領(lǐng)域，然而由于PTFE膜的表面張力較小、表面潤濕性差使得其具有較強的疏水性，也使得PTFE膜在污水處理過程中極易產(chǎn)生嚴(yán)重的膜污染，導(dǎo)致其難以在水處理過程中發(fā)揮有效作用；因此，有效的改善PTFE膜表面的親水性和抗污染性能已經(jīng)成了其能否廣泛、長期且穩(wěn)定地用于各種廢水的凈化與處理的關(guān)鍵。聚四氟乙烯微孔薄膜親水化改性一直是膜分離領(lǐng)域研究的熱點和難點，目前，國內(nèi)外研究人員主要采用包括鈉-萘化學(xué)處理等在內(nèi)的化學(xué)和物理方法對PTFE微 孔膜進(jìn)行親水改性，雖然取得了一定效果，但這些改性方法仍然存在以下缺點：現(xiàn)有的化學(xué)處理方法制備過程繁雜，且容易導(dǎo)致材料本身結(jié)構(gòu)的改變，造成材料本身熱和化學(xué)穩(wěn)定性下降；單一的物理方法雖然操作簡單，但是改性后親水穩(wěn)定性較差，其親水效果會隨著使用時間的延長而減弱。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述問題，本發(fā)明提供了一種聚四氟乙烯微孔膜的親水改性方法，其能解決現(xiàn)有采用現(xiàn)有的化學(xué)或物理方法進(jìn)行聚四氟乙烯微孔膜親水改性方法存在的制備繁雜、材料本身性能下降、改性后親水穩(wěn)定性差的問題。
一種聚四氟乙烯微孔膜的親水改性方法，其特征在于：其依次包括以下步驟，
（1）將聚四氟乙烯微孔膜在醋酸溶液中充分浸潤；
（2）將經(jīng)步驟（1）充分浸潤的聚四氟乙烯微孔膜放入丙烯酸溶液與丙烯酸溶液發(fā)生交聯(lián)共聚反應(yīng)，從而在聚四氟乙烯微孔膜表面引入-COOH基團；
（3）將經(jīng)步驟（2）與丙烯酸發(fā)生交聯(lián)共聚反應(yīng)后的聚四氟乙烯微孔膜與兩親共聚物乙二醇-ε-己內(nèi)酯二醇-乙二醇一起放入亞硫酰二氯中并在70℃～80℃的溫度條件下反應(yīng)4小時～5小時，
。
進(jìn)一步的，所述兩親共聚物乙二醇-ε-己內(nèi)酯二醇-乙二醇由聚乙二醇與ε-己內(nèi)酯按摩爾比（1+x）:17.5制備而成，其中x為常數(shù)，-0.1≤x≤0.1。
進(jìn)一步的，所述步驟（1）中聚四氟乙烯微孔膜在醋酸溶液中浸潤2小時。
進(jìn)一步的，所述步驟（2）的具體步驟為由醋酸溶液充分浸潤的聚四氟乙烯膜放入丙烯酸溶液中水浴加熱并磁力攪拌，反應(yīng)溫度40℃～50℃，反應(yīng)時間2小時～3小時。
本發(fā)明的聚四氟乙烯微孔膜的親水改性方法，其利用兩親共聚物乙二醇-ε-己內(nèi)酯二醇-乙二醇來對聚四氟乙烯微孔膜進(jìn)行親水改性，方法簡單，改性后的聚四氟乙烯微孔膜的親水穩(wěn)定性好。
具體實施方式
實施例一：
一種聚四氟乙烯微孔膜的親水改性方法，其依次包括以下步驟：
a. 將分子量為2000的36g聚乙二醇（PEG）與40g ε-己內(nèi)酯（CL）（以摩爾比計PEG：CL＝0.9：17.5）升溫至120℃，脫水30min，倒入裝有溫度計、回流冷凝管和攪拌器的250ml三口燒瓶中，50℃保溫，然后氮氣氛圍升溫至130 ℃，加入質(zhì)量比為0.3%的催化劑辛酸亞錫Sn(Oct)2，聚合24 小時后將產(chǎn)物趁熱倒入正己烷中沉淀，所得白色固體放入真空烘箱，30 ℃下干燥至恒重，得到乙二醇-ε-己內(nèi)酯二醇-乙二醇（PEG-PCL-PEG）兩親共聚物；
b. 取5g 聚四氟乙烯微孔膜（PTFE膜）浸潤在醋酸溶液中2小時，使聚四氟乙烯微孔膜完全潤濕；
c. 將完全潤濕的PTFE膜放入丙烯酸溶液中發(fā)生交聯(lián)共聚反應(yīng)，水浴加熱并磁力攪拌，50℃下反應(yīng)2小時，從而在PTFE膜表面引入-COOH基團；
d．將上述在表面已引入-COOH基團的PTFE膜與乙二醇-ε-己內(nèi)酯二醇-乙二醇（PEG-PCL-PEG）兩親共聚物一起放入亞硫酰二氯（SOCl2）中并在70℃的溫度條件下反應(yīng)5小時，乙二醇-ε-己內(nèi)酯二醇-乙二醇（PEG-PCL-PEG）的羥基與C-Cl基團發(fā)生反應(yīng)。
實施例二：
一種聚四氟乙烯微孔膜的親水改性方法，其依次包括以下步驟：
a. 將分子量為2000的40g聚乙二醇（PEG） 和40g ε-己內(nèi)酯（CL）（以摩爾比計，PEG:CL=1:17.5）升溫至120℃，脫水30min，倒入裝有溫度計、回流冷凝管和攪拌器的250ml三口燒瓶中，50℃保溫，然后氮氣氛圍升溫至130 ℃，加入質(zhì)量比為0.3%的催化劑辛酸亞錫Sn(Oct)2，聚合24 小時后將產(chǎn)物趁熱倒入正己烷中沉淀，所得白色固體放入真空烘箱，30 ℃下干燥至恒重，即得到乙二醇-ε-己內(nèi)酯二醇-乙二醇（PEG-PCL-PEG）兩親共聚物；
b. 取5g 聚四氟乙烯微孔膜（PTFE膜）浸潤在醋酸溶液中2小時，使聚四氟乙烯微孔膜完全潤濕；
c. 將完全潤濕的PTFE膜放入丙烯酸溶液中與丙烯酸發(fā)生交聯(lián)共聚反應(yīng)，水浴加熱并磁力攪拌，45℃下反應(yīng)2.5h，從而在PTFE膜上引入-COOH基團；
d. 將上述在表面已引入-COOH基團的PTFE膜與乙二醇-ε-己內(nèi)酯二醇-乙二醇（PEG-PCL-PEG）兩親共聚物一起放入亞硫酰二氯（SOCl2）中并75℃下反應(yīng)4.5h，乙二醇-ε-己內(nèi)酯二醇-乙二醇（PEG-PCL-PEG）的羥基與C-Cl基團發(fā)生反應(yīng)。
實施例三：
一種聚四氟乙烯微孔膜的親水改性方法，其依次包括以下步驟：
a. 將分子量為2000的44g聚乙二醇（PEG）和40g ε-己內(nèi)酯（CL）（以摩爾比計，PEG:CL=1.1:17.5）升溫至120℃，脫水30min，倒入裝有溫度計、回流冷凝管和攪拌器的250ml三口燒瓶中，50℃保溫，然后氮氣氛圍升溫至130 ℃，加入質(zhì)量比為0.3%的催化劑辛酸亞錫Sn(Oct)2，聚合24 h后將產(chǎn)物趁熱倒入正己烷中沉淀，所得白色固體放入真空烘箱，30 ℃下干燥至恒重，即得到乙二醇-ε-己內(nèi)酯二醇-乙二醇（PEG-PCL-PEG）兩親共聚物；
b. 取5g聚四氟乙烯微孔膜（PTFE膜）浸潤在醋酸溶液中2小時，使聚四氟乙烯微孔膜完全潤濕；
c. 將完全潤濕的PTFE膜放入丙烯酸溶液中與丙烯酸發(fā)生交聯(lián)共聚反應(yīng)，水浴加熱并磁力攪拌，40℃下反應(yīng)3小時后，從而在PTFE膜上引入-COOH基團；
d. 將上述在表面已引入-COOH基團的PTFE膜與乙二醇-ε-己內(nèi)酯二醇-乙二醇（PEG-PCL-PEG）兩親共聚物一起放入亞硫酰二氯（SOCl2）中并80℃下反應(yīng)4小時，乙二醇-ε-己內(nèi)酯二醇-乙二醇（PEG-PCL-PEG）的羥基與C-Cl基團發(fā)生反應(yīng)。
上述三個實施例中，質(zhì)量比為0.3%的催化劑辛酸亞錫Sn(Oct)2具體是指催化劑辛酸亞錫占聚乙二醇、 ε-己內(nèi)酯與辛酸亞錫總質(zhì)量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
分別對按照上述三個實施例完成親水改性處理后1小時、1個月的聚四氟乙烯微孔膜分別進(jìn)行水接觸角的檢測，檢測結(jié)果與未經(jīng)親水改性處理的聚四氟乙烯微孔膜的水接觸角的對比見下表：
從上表可以看出，經(jīng)上述三個實施例進(jìn)行親水改性處理后的聚四氟乙烯微孔膜的水接觸角較未改性處理前大幅減小，即表明經(jīng)本發(fā)明的親水改性方法處理后的聚四氟乙烯膜的親水性較未親水改性處理的聚四氟乙烯膜的親水性有較大的提高；而在親水改性處理1小時后的水接觸角與在親水改性處理1個月后的水接觸角變化較小，也就表明經(jīng)本發(fā)明的親水改性方法處理后的聚四氟乙烯膜的親水穩(wěn)定性好。
本發(fā)明方法利用了兩親共聚物乙二醇-ε-己內(nèi)酯二醇-乙二醇來對聚四氟乙烯微孔膜進(jìn)行親水改性，并且該兩親共聚物是由乙二醇與ε-己內(nèi)酯制備而成，由于聚己內(nèi)酯具有良好的生物相容性、低毒性、疏水性，而聚乙二醇又是一種低毒性的水溶性線型聚合物，能在膜材料表面形成尿合性，對有機質(zhì)和膠體的吸附具有優(yōu)異的抵抗力，因而由聚乙二醇與聚己內(nèi)酯制備的兩親共聚物對聚四氟乙烯微孔膜進(jìn)行親水改性能夠大大提高聚四氟乙烯微孔膜的親水性以及抗污染能力，并能提高其親水穩(wěn)定性，同時其也被認(rèn)為安全無毒，故利用該兩親共聚物進(jìn)行親水處理后的聚四氟乙烯微孔膜能夠應(yīng)用于飲用水處理設(shè)備中，確保飲用水安全。