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國內(nèi)水泥混凝土外加劑技術(shù)資料
PTFE分離膜表面改性新方法
來源:
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作者:pro10845f02
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發(fā)布時間: 2014-08-27
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技術(shù)背景分析
PTFE具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性、滑動性、耐磨性、耐腐蝕性、自潤滑性、耐候性等，是一種綜合性能優(yōu)異的塑料，在分離膜領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。但由于其表面能低，親水性能差，在處理水相分離時會產(chǎn)生兩個問題：一是強(qiáng)疏水性，分離時需要較大的驅(qū)動力，能耗大，通量??；二是比較容易產(chǎn)生吸附污染，使得膜通量變小，壽命減短。
目前國內(nèi)外研究人員對PTFE膜的表面改性做了大量的研究，其中包括高能輻射接枝改性、等離子體處理改性、化學(xué)處理改性、高溫熔融法、離子束注入改性、填充改性等。這些方法有著各自的優(yōu)缺點，很難找到一種綜合性能優(yōu)異的方法。高能輻射接枝改性法雖然操作簡便、易于控制，但是改性后的PTFE基底容易受到破壞，力學(xué)性能明顯下降；等離子體處理法改性后效果維持時間不長，而且親水改性的程度有限；化學(xué)溶液處理法需要在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿環(huán)境中進(jìn)行，處理的溫度也較高，不僅工序復(fù)雜，操作危險性較高，還產(chǎn)生大量廢液；高溫熔融法需要較高的操作溫度，PTFE膜易發(fā)生變形，孔結(jié)構(gòu)容易被破壞。
PTFE分離膜表面改性新方法
針對目前技術(shù)需求，國內(nèi)最新研制成功一種簡單易行，更為高效、方便的，對PTFE膜結(jié)構(gòu)破壞小的表面改性方法，具有非常重要的意義。
新技術(shù)的目的是為了解決現(xiàn)有PTFE分離膜親水性差、通量小、易污染及改性工藝復(fù)雜的問題，而提供了一種簡單、高效的對聚四氟乙烯分離膜表面改性的方法。
新技術(shù)對聚四氟乙烯分離膜表面改性的方法，其具體步驟如下：
a、將聚四氟乙烯分離膜置于原子層沉積儀器反應(yīng)室，抽真空并加熱反應(yīng)室溫度到50?200°C，使膜在設(shè)定溫度下保持10?60min；
b、首先關(guān)閉出氣閥，脈沖第一種前驅(qū)體0.01?ls，保持一段時間0?60s；然后打開出氣閥，脈沖清掃氣，清掃5?60s；再關(guān)閉出氣閥，脈沖第二種前驅(qū)體0.01?ls，保持一段時間0?60s；最后再打開出氣閥，脈沖清掃氣，清掃5?60s；
c、根據(jù)具體的需要，重復(fù)步驟b，制備出改性的膜。[0011]優(yōu)選b步驟中所述的第一種前驅(qū)體為三甲基鋁、四氯化鈦或異丙醇鈦；所述的第二種前驅(qū)體為水或臭氧；優(yōu)選所述的清掃氣為氮氣或氬氣；優(yōu)選C步驟中重復(fù)步驟b的循環(huán)次數(shù)為10?1500次。
[0012]有益效果：
[0013]新技術(shù)利用原子層沉積技術(shù)對含PTFE分離膜進(jìn)行改性，改性后的PTFE分離膜不僅保留了原有的優(yōu)良性質(zhì)，而且改善了膜的表面性能。以在聚四氟乙烯膜上沉積氧化鋁層為例，親水性能變好，直接表現(xiàn)在接觸角從原來的130度左右，最小可變到20度以下；純水通量最大達(dá)到未改性前的1.5倍以上；提高了抗污染能力；對平均粒徑190nm的單分散聚苯乙烯微球的截留率顯著提高，相對未改性前最多可提高百分之十幾，并且新技術(shù)工藝簡單易于批量生產(chǎn)。
新技術(shù)的具體優(yōu)點為：
(1)原子層沉積反應(yīng)前，不需對基膜進(jìn)行預(yù)處理，方法簡單實用；
(2)原子層沉積反應(yīng)的機(jī)理是前驅(qū)體分子在基底表面的吸附或在表層的滲透，不依賴于基底的化學(xué)性質(zhì)，可在各種基底上發(fā)生沉積，決定了這種制備方法的普適性；
(3)在各種聚合物基膜上均可沉積無機(jī)層，而且沉積層的厚度可在原子級的水平上進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)對分離膜的孔徑和表面性質(zhì)的連續(xù)、精密的調(diào)節(jié)；
(4)容易批量生產(chǎn)，而且改性后的膜性質(zhì)保持長久。
新技術(shù)生產(chǎn)的表面改性后的膜，經(jīng)掃描電鏡觀測分析，膜孔徑隨著沉積次數(shù)的增加而減小，親水角分別由原來的131°變到125.1°,120.2°、63.5°、30.4°，經(jīng)測試純水通量分別提高15.0%、81.8%、69.6%、57.6%，對單分散PS微球（平均粒徑170nm)的截留率由改性前的66.7%,分別提高到70.1%,75.1%,79.8%,80.7%。
該技術(shù)詳細(xì)工藝配方及制造方法請見：《國內(nèi)外聚四氟乙烯(PTFE)過濾膜制造新技術(shù)工藝配方匯編》
