一種聚乙烯微孔膜的制備方法技術

本發明專利技術提供一種聚乙烯微孔膜的制備方法，包括：在一定溫度下使包含超高分子量聚乙烯與稀釋劑的組合物的各組分熔融混合；通過模壓成型得到薄膜；除去稀釋劑，并進行洗滌和干燥；定型得到聚乙烯微孔膜。本發明專利技術提供的聚乙烯微孔膜孔徑分布均勻、孔隙率高、兼具更好的橫縱向力學性能。本發明專利技術提供的微孔膜可用于水處理、分離、提純等領域。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種水處理用聚乙烯微孔膜，屬于膜材料領域。
技術介紹
膜是具有選擇性分離功能的材料，利用膜的選擇性分離實現料液的不同組分的分離、純化、濃縮等過程。膜分離與傳統過濾的不同在于，膜可以在分子范圍內進行分離，并且是一種物理過程，不需發生相的變化和添加助劑。聚合物膜分離技術以高效、低能耗等優點已廣泛用于工農業及生活污水處理、水資源再生等領域。膜分離技術的核心部件是組件中的微孔分離膜。通過選擇不同的聚合物材料，選擇合適的制備方法來控制聚合物膜的微孔結構及分布，以改善其膜分離能力，是膜分離技術研究的核心內容。常用制備聚合物微孔膜的方法主要有熔融拉伸法、熱致相分離法、添加成核劑法等。其中熱致相分離法(TIPS)是一種廣泛應用的微孔膜制備方法。采用熱致相分離法制備微孔膜的聚合物基材主要有聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯等。超高分子量聚乙烯具有優異的生物相容性、力學性能、耐摩擦性能、抗沖擊性能和化學穩定性，由其制備的超高分子量聚乙烯微孔膜強度大，不易發生降解，因此在工農業污水處理中得到了廣泛應用。由于超高分子量聚乙烯密度高，在熔融時幾乎沒有流動性，熔融加工困難。采用TIPS法可以制備滿足需要的聚乙烯微孔膜。但是在分子量很高的情況下，單獨用TIPS法對控制微孔膜的微觀結構難度加大。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了克服上述現有技術的缺點而提供，可以有效地控制高分子量聚乙烯微孔膜的微觀結構。本專利技術的目的通過以下技術方案實現:，包括以下步驟:在一定溫度下使包含超高分子量聚乙烯與稀釋劑的組合物的各組分熔融混合；通過模壓成型得到薄膜；除去稀釋劑，并進行洗滌和干燥；定型得到聚乙烯微孔膜。根據本專利技術，所述聚乙烯的分子量在100萬-1500萬之間。優選地，所述聚乙烯為乙烯與α-烯烴共聚而成的超高分子量聚乙烯。優選地，所述α-烯烴為丙烯、1-丁烯、1-戍烯、1_己烯、1_庚烯、1-羊烯，1-壬烯、1-癸烯等，優選1- 丁烯、1-己烯或1-羊烯。優選地，所述共聚物中α-烯烴的重量百分含量為0-10%。優選地，本專利技術中所使用的超高分子量共聚聚乙烯米用如文獻 Macromol.Symp.(2006, 236:111 - 116)和 J.0rganomet.Chem.(2006，691:2945 - 2952)中所述的工藝制備得到，其中以活性聚合催化劑為主催化劑，烷基鋁或甲基鋁氧烷為助催化劑，己烷或庚烷為溶劑，1- 丁烯、1-己烯和/或1-辛烯等為共聚單體，采用淤漿聚合工藝制備。根據本專利技術，所述稀釋劑為烴類溶劑的一種或幾種的混合物，所述烴類溶劑包括戊烷、己烷、庚烷、癸烷、液體石蠟和/或固體石蠟等。根據本專利技術，所述稀釋劑選自鄰苯二甲酸酯類的一種或幾種的混合物，所述鄰苯二甲酸酯類包括鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二己酯和/或鄰苯二甲酸二辛酯等。根據本專利技術，所述聚乙烯在組合物中的含量為5-50% (重量),優選10-30% (重量)。根據本專利技術，所述模壓成型是在壓片機上壓制成膜。根據本專利技術，除去稀釋劑是使用溶劑通過萃取方法實現。根據本專利技術，所述萃取用溶劑包括乙醇、丙酮、氯仿、異丙醇、戊烷、己烷中的一種或幾種的混合物。根據本專利技術，熔融混合的溫度為160_200°C。本專利技術的有益效果:與現有技術相比，本專利技術通過成膜前的組合物的熔融處理等工序使得到的高分子量聚乙烯微孔膜孔徑更小，孔徑分布更均勻，孔隙率更高，且性能穩定。另外，本專利技術通過在超高分子量聚乙烯主鏈上引入共聚單體，破壞了鏈結構的規整性，降低了結晶度，極大地提高了成膜性能，降低了聚乙烯晶體的尺寸，再者，由于共聚單體的存在，聚乙烯微孔膜的拉伸率、韌性、橫縱向拉伸強度等均明顯提高。具體實施例方式以下結合實施例說明本專利技術，但本領域技術人員了解，所述實施例不是對本專利技術保護范圍的限制，任何在本專利技術基礎上做出的改進、變化都在本專利技術的保護范圍之內。對比例:將分子量為220萬的超高分子量共聚聚乙烯(乙烯與1-丁烯共聚物，共聚物中1- 丁烯重量百分含量為0.1%)切成小塊放在不銹鋼板之間，在180°c的壓片機上壓制成膜，冷卻后，采用乙醇萃取掉其中的稀釋劑；在601:的真空干燥箱中干燥12h，最終得到超高分子量聚乙烯微孔膜，平均孔徑為0.91微米，孔徑變化范圍為0.91 ±0.85微米，孔隙率為47%，純水通量為73L/m2.h。實施例1將10% (重量百分比)分子量為180萬的超高分子量共聚聚乙烯(乙烯與1- 丁烯共聚物，共聚物中1- 丁烯重量百分含量為0.1%)與90%的液體石蠟放入三口燒瓶中，在氮氣保護下于170°C的溫度下溶解12小時，冷卻后得到凝膠狀均相體系。將凝膠狀均相體系切成小塊放在不銹鋼板之間，在180°C的壓片機上壓制成膜，冷卻后，采用乙醇萃取掉其中的稀釋劑；在60°C的真空干燥箱中干燥12h，最終得到超高分子量聚乙烯微孔膜，平均孔徑為1.12微米，孔徑變化范圍為1.12±0.34微米，孔隙率為47%，純水通量為180L/m2.h。實施例2將10% (重量百分比)分子量為350萬的超高分子量共聚聚乙烯(乙烯與1- 丁烯共聚物，共聚物中1-丁烯重量百分含量為10%)與90%的液體石蠟放入三口燒瓶中，在氮氣保護下于170°C的溫度下溶解12小時，冷卻后得到凝膠狀均相體系。將凝膠狀均相體系切成小塊放在不銹鋼板之間，在180°C的壓片機上壓制成膜，冷卻后，采用乙醇萃取掉其中的稀釋劑；在60°C的真空干燥箱中干燥12h，最終得到超高分子量聚乙烯微孔膜，平均孔徑為0.95微米，孔徑變化范圍為0.95±0.24微米，孔隙率為55%，純水通量為154L/m2.h。實施例3將10% (重量百分比)分子量為880萬的超聞分子量共聚聚乙烯(乙烯與1-丁烯共聚物，共聚物中1- 丁烯重量百分含量為1.2%)與90%的液體石蠟放入三口燒瓶中，在氮氣保護下于170°C的溫度下溶解12小時，冷卻后得到凝膠狀均相體系。將凝膠狀均相體系切成小塊放在不銹鋼板之間，在180°C的壓片機上壓制成膜，冷卻后，采用乙醇萃取掉其中的稀釋劑；在60°C的真空干燥箱中干燥12h，最終得到超高分子量聚乙烯微孔膜，平均孔徑為0.58微米，孔徑變化范圍為0.58±0.15微米，孔隙率為48%，純水通量為168L/m2.h。實施例4將10% (重量百分比)分子量為1350萬的超聞分子量共聚聚乙烯(乙烯與1-丁烯共聚物，共聚物中1-丁烯重量百分含量為0.8%)與90%的液體石蠟放入三口燒瓶中，在氮氣保護下于170°C的溫度下溶解12小時，冷卻后得到凝膠狀均相體系。將凝膠狀均相體系切成小塊放在不銹鋼板之間，在180°C的壓片機上壓制成膜，冷卻后，采用乙醇萃取掉其中的稀釋劑；在60°C的真空干燥箱中干燥12h，最終得到超高分子量聚乙烯微孔膜，平均孔徑為0.72微米，孔徑變化范圍為0.72±0.17微米，孔隙率為51%，純水通量為146L/m2.h。實施例5將20% (重量百分比)分子量為180萬的超聞分子量共聚聚乙烯(乙烯與1-丁烯共聚物，共聚物中1- 丁烯重量百分含量為0.1%)與80%的液體石蠟放入三口燒瓶中，在氮氣保護下于170°C的溫度下溶解12小時，冷卻后得到凝膠狀均相體系。將凝膠狀均相體系切成小塊放在不銹鋼本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種聚乙烯微孔膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：在一定溫度下使包含超高分子量聚乙烯與稀釋劑的組合物的各組分熔融混合；通過模壓成型得到薄膜；除去稀釋劑，并進行洗滌和干燥；定型得到聚乙烯微孔膜。

【技術特征摘要】
1.一種聚乙烯微孔膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 在一定溫度下使包含超高分子量聚乙烯與稀釋劑的組合物的各組分熔融混合； 通過模壓成型得到薄膜； 除去稀釋劑，并進行洗滌和干燥； 定型得到聚乙烯微孔膜。2.根據權利要求1所述的一種聚乙烯微孔膜的制備方法，其特征在于，所述聚乙烯的分子量在100萬-1500萬之間,優選地,所述聚乙烯在組合物中的重量百分含量為5-50%,優選 10-30%。3.根據權利要求1或2所述的一種聚乙烯微孔膜的制備方法，其特征在于，所述聚乙烯為乙烯與烯烴的共聚物，α _烯烴為丙烯、1-丁烯、1-戍烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯，1-壬烯或1_癸烯等，優選1_ 丁烯、1-己烯或1-羊烯。4.根據權利要求1至3中任一項所述的一種聚乙烯微孔膜的制備方法，其特征在于，所述聚乙烯為乙烯與α-烯...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王曉彬，
申請(專利權)人：北京德源通環?？萍加邢薰?/a>，
類型：發明
國別省市：