一種親水性聚偏氟乙烯平板膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種親水性聚偏氟乙烯平板膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚偏氟乙烯是一種半結(jié)晶型聚合物，由于C-F鍵長短、鍵能高，因此相對其他含氟 材料，具有耐熱、耐沖擊性、機械性能優(yōu)良、耐腐蝕、易成膜等特點，是制備水處理膜的主要 原料，但由于聚偏氟乙烯表面能低、不能與水分子形成氫鍵作用，所以具有極強的疏水性， 雖然這種疏水性使其在疏水、非極性膜方面具有明顯的優(yōu)勢，但在制備成水處理膜的使用 過程中，尤其是在污水處理過程中，極易吸附有機物、膠體粒子、微生物等疏水性物質(zhì)而堵 塞膜孔，從而產(chǎn)生膜污染，降低使用效果，因此需要對聚偏氟乙烯平板膜進行親水化改性， 以提高其抗污染性，增加水通量，延長使用壽命。
[0003] 專利CN100411722C公開了一種聚偏氟乙烯平板膜親水改性方法，將含氟碳鏈的 兩嵌段型據(jù)環(huán)氧乙烷與聚偏氟乙烯共混制備成親水性的聚偏氟乙烯平板膜，利用含氟碳鏈 與基體的相似性增加相容性，親水性結(jié)構(gòu)增加親水性，但這種聚合物合成困難并且在溶劑 中溶解度小，因此對聚偏氟乙烯膜親水性的改性效果有限；專利CN101596419B公開了一種 聚偏氟乙烯/氰乙基纖維素或氰乙基乙基纖維素溶質(zhì)液晶共混制備聚偏氟乙烯膜的方法， 高分子液晶的加入可以增加鑄膜液的流動性，并在適當條件下獲得較高的取向度，從而增 加共混膜的強度及抗污染型等，但高分子液晶制備困難，不易工業(yè)化，并且在基體中容易流 失等缺陷；專利CN102240510B首先將聚偏氟乙烯與馬來酸酐共聚物共混制備成膜，然后再 將膜浸入到氨基硅烷的溶液中進行表面修飾，以增加聚偏氟乙烯膜的親水性及耐熱性能， 這種方法將共混與表面接枝結(jié)合，以改善聚偏氟乙烯膜的親水性能，但該種方法步驟較多， 不易工業(yè)化；專利CN101954250B公開了一種聚偏氟乙烯和酚酞基聚醚砜共混膜的制備方 法，該種共混膜可以提高膜的親水性及抗收縮能力等，但由于酚酞基醚砜在溶劑中的溶解 度較低，需要在120°C以上溶解，耗能較高，且高溫容易增加聚偏氟乙烯的降解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有優(yōu)異的親水性且工藝簡單，便于工業(yè)化生產(chǎn)的親 水性聚偏氟乙烯平板膜的制備方法。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種親水性聚偏氟乙烯平板膜的制備 方法，包括以下步驟：
[0006] 1)將聚偏氟乙烯、親水性單體、引發(fā)劑和溶劑制備成鑄膜液；
[0007] 2)將得到的鑄膜液靜置脫除氣泡后制備成平板膜；
[0008] 3)將得到的平板膜在水或水的復合溶劑組成的凝固浴中進行固化成膜，并在固化 過程中或固化之后用高能電子進行輻照，得到親水性的聚偏氟乙烯平板膜；
[0009] 其中，所述的親水性單體為含有雙鍵、羥基或羧基的單體。
[0010] 根據(jù)上述技術(shù)方案提供的方法，在一些實施方式中，致孔劑為聚乙二醇、聚乙烯吡 咯烷酮、氯化鋰等中的一種或幾種混合物，含量為鑄膜液質(zhì)量的1-10%。
[0011] 在一些實施方式中，親水性單體含量為鑄膜液質(zhì)量的0. 5?15%。
[0012] 在一些實施方式中，所述親水性單體選自含氟的或不含氟的丙烯酸及其酯類、苯 乙烯類。
[0013] 在一些實施方式中，所述的親水性單體選自苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲 酯、烯丙醇、結(jié)構(gòu)式為F(CF 2)nCH2CH2OH的全氟烷基乙基醇或結(jié)構(gòu)式為CH 2= CHCOOC2H2(Cf2) mF的全氟烷基乙基丙烯酸酯；其中，η為2、4或6，m為4、6、8或10,在又一些實施方式中，η 為4或6, m為8。
[0014] 在一些實施方式中，引發(fā)劑選自過硫酸銨、過硫酸鉀或偶氮二異丁腈，含量為鑄膜 液質(zhì)量的0.01-1%。
[0015] 在一些實施方式中，聚偏氟乙稀的含量為鑄膜液質(zhì)量的15-25%。
[0016] 在一些實施方式中，所述溶劑選自N，N二甲基乙酰胺、N，N二甲基甲酰胺、二甲基 亞砜、磷酸三乙酯；溶劑量為鑄膜液質(zhì)量的50-80%。
[0017] 在一些實施方式中，凝固浴中所采用的有機溶劑為甲醇、乙醇、丙酮、N，N-二甲 基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜中的一種或幾種的組合，含量為凝固浴質(zhì)量的 0-50%,
[0018] 在一些實施方式中，高能電子束輻照的輻照劑量為150_300kGy，輻照引發(fā)在平板 膜凝固過程中或凝固后均可。
[0019] 本發(fā)明使用的術(shù)語"烷基"包括1-12個碳原子飽和直鏈或支鏈的單價烴 基，其中烷基可以獨立任選地被一個或多個本發(fā)明所描述的取代基所取代。烷基基 團更進一步的實例包括，但并不限于，甲基（Me，-CH 3)，乙基（Et，-CH2CH3),正丙基 (n-Pr，-CH 2CH2CH3),異丙基（i-Pr，-CH(CH3) 2),正丁基（n-Bu，-CH2CH2CH2CH 3), 2-甲基丙 基或異丁基（i-Bu，-CH2CH(CH3)2)，1_ 甲基丙基或仲丁基（s-Bu，-CH(CH3)CH2CH3)，叔丁 基（t-Bu，-C(CH 3)3)，正戊基（-CH2CH2CH2CH 2CH3)，2-戊基（-CH(CH3)CH2CH 2CH3)，3-戊基 (-CH (CH2CH3) 2)，2-甲基-2- 丁基（-C (CH3) 2CH2CH3)，3-甲基-2- 丁基（-CH (CH3) CH (CH3) 2)， 3_ 甲基 _1_ 丁 基（-CH2CH2CH(CH3)2)，2 _ 甲基 _1_ 丁基（-CH2CH(CH3)CH2CH3)，正己基（ _CH 2CH2CH2CH2CH2CH 3), 2- S S (-CH(CH3)CH2CH2CH2Ch 3) ,3- S S (-CH(CH2CH3)(CH2CH2Ch 3)), 2-甲基-2-戊基（-C (CH3) 2CH2CH2CH3)，3-甲基-2-戊基（-CH (CH3) CH (CH3) CH2CH3)，4-甲 基-2_ 戊基（-CH (CH3) CH2CH (CH3) 2)，3_ 甲基 _3_ 戊基（-C (CH3) (CH2CH3) 2)，2_ 甲基 _3_ 戊 基（-CH (CH2CH3) CH (CH3) 2)，2, 3-二甲基-2- 丁基（-C (CH3) 2CH (CH3) 2)，3, 3-二甲基-2- 丁基 (-CH (CH3) C (CH3) 3)，正庚基，正辛基，等等。術(shù)語"烷基"和其前綴"烷"在此處使用，都包含 直鏈和支鏈的飽和碳鏈。
[0020] 本發(fā)明使用的定義"氟代烷基"或"氟烷基"表示烷基被一個或多個相同或不同的 氟原子所取代，"全氟烷基"表示烷基上所有的氫原子都被氟原子所取代，其中烷基具有如 本發(fā)明所述的含義，這樣的實例包括，但并不限于三氟甲基，三氟乙基等。