一種復合核孔膜及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種復合核孔膜及其制備方法，其復合核孔膜，包括聚酯核孔膜或聚碳酸酯核孔膜，在所述聚酯核孔膜或聚碳酸酯核孔膜的一個表面上復合多孔的醋酸纖維膜，構成厚度為67～160μm的復合核孔膜，所述聚酯核孔膜或聚碳酸酯核孔膜的孔徑為1～10μm、孔密度為2×105/cm2～2×107/cm2，厚度7～25μm。本發明的一種復合核孔膜表面親水性能好，機械強度高，膜厚度適中，易于自動化操作、過濾液體通量大、納污能力強。本發明的方法制備的復合膜為一整體，不分層，適合用于卷式濾芯的制作。本發明在核孔膜上復合的醋酸纖維多孔膜，作為核孔膜的預過濾層和支撐層，解決膜的機械強度和厚度問題，同時解決了預過濾問題。
【專利說明】—種復合核孔膜及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于液體過濾【技術領域】，特別涉及一種復合核孔膜及其制備方法。
【背景技術】
[0002]核孔膜又名徑跡蝕刻膜，是七十年代初發明的微孔薄膜。它是利用加速器加速的重離子或核反應堆中的熱中子使鈾一235裂變，裂變產生的碎片經過準直器射入并穿透有機高分子塑料薄膜。在粒子經過的路徑上留下一條狹窄的輻照通道一徑跡。用適當的化學試劑蝕刻，即可把薄膜上的徑跡蝕刻成圓柱狀或雙錐狀的微孔。分別控制輻照條件和蝕刻條件即可得到不同孔密度和孔徑的核孔膜。
[0003]核孔膜孔徑均一、孔型規則，膜厚度最小可至幾個微米，表面光滑，對藥液吸附小，因此是極為理想的精密過濾材料。由于其優越的過濾性能，核孔膜在許多領域得到了廣泛的應用。
[0004]在電子工業中，對試劑、水的純度和環境潔凈程度的要求越來越高，核孔膜可用于制備超純水、光刻膠以及工藝和環境氣體的凈化，使電子產品的質量和成品率得到明顯的提聞。
[0005]在制藥工業中，核孔膜可用于各種注射針劑中微粒和細菌的去除。
[0006]在食品工業中，核孔膜可除去葡萄酒、啤酒、其它低度酒和各種飲料中的酵母、細菌和其它殘渣，不僅改善了澄清度，而且實行了冷消毒，使之能長期貯存，不失風味，同時降低了生產過程中的能耗。
[0007]在化學工業中，核孔膜可用于制備超純試劑，回收溶液中貴重的懸浮物、觸媒等。
[0008]在環境工程中核孔膜可用于大氣和水的取樣，測定顆粒和微生物的含量、粒度分布和成份等。
[0009]在生物工程上，可用于微生物的分離和純化。
[0010]在醫學和臨床治療上，可用于一次性使用大輸液終端過濾，人工腎，血液過濾，血細胞和血清的分離等。
[0011]核孔膜由于孔徑均一、膜厚度小、表面光滑，因此，在液體過濾中具有截留率高、通量高、膜易于再生等優點，但存在如下缺點:1)機械強度低的缺點，在壓力過濾操作中，需要使用良好的支撐，這一缺點使其在卷式濾芯的制作中操作繁瑣，廢品率高，成本居高不下。2)膜薄、機械強度低的缺點還造成了在許多需要自動化封裝濾器的操作難以實現。這些都嚴重制約了核孔膜在液體過濾領域的應用。3)親水性不好:聚酯核孔膜或聚碳酸酯核孔膜的表面性質介于親水和疏水之間，水接觸角在80?100°之間，取決于化學蝕刻工藝。親水性不高的缺點不利于實現高通量液體過濾。醋酸纖維是很好的親水材料，若采用醋酸纖維在核孔膜上制成一定厚度的多孔膜，形成醋酸纖維-核孔膜復合膜，將有可能使核孔膜實現表面親水性好、厚度適中和機械強度高，滿足壓力操作、卷式濾芯制作及大批量自動濾器封裝要求。
【發明內容】
[0012]本發明的目的是克服現有技術存在的膜薄和機械強度低及親水性欠佳的不足，提供一種復合核孔膜。
[0013]本發明的第二個目的是提供一種復合核孔膜的制備方法。
[0014]本發明的技術方案概述如下:
[0015]一種復合核孔膜，包括聚酯核孔膜或聚碳酸酯核孔膜，在所述聚酯核孔膜或聚碳酸酯核孔膜的一個表面上復合厚度為50?150 μ m的多孔的醋酸纖維膜，構成厚度為57?180 μ m的復合核孔膜，所述聚酯核孔膜或聚碳酸酯核孔膜的孔徑為I?12μπκ孔密度為I X IO5/cm2 ?2 X IO7/cm2,厚度 7 ?30 μ m。/cm2
[0016]一種復合核孔膜的制備方法，包括如下步驟:將二酯酸纖維素在室溫下溶解于混合溶劑中，制成質量百分比為6%?9%的溶液，加入甘油制成鑄膜液，所述甘油與二酯酸纖維素的質量比為2.5-3.6:1，將鑄膜液靜置0.5-2小時，涂覆在聚酯核孔膜或聚碳酸酯核孔膜上，在50°C?70°C，相對濕度為90 %?99%的條件下，處理20?60min，置于去離子水中，室溫下浸泡1-24小時，烘干，得到厚度為57?180 μ m的復合核孔膜，所述混合溶劑為體積比為0.54-0.7:1的丙酮與二甲基甲酰胺；所述聚酯核孔膜或聚碳酸酯核孔膜的孔徑為 I ?12 μ m、孔密度為 I X IO5/cm2 ?2 X IO7/cm2,厚度 7 ?30 μ m。
[0017]本發明的一種復合核孔膜表面親水性能好，機械強度高，膜厚度適中，易于自動化操作、過濾液體通量大、納污能力強。本發明的方法制備的膜，因采用鑄膜液直接在核孔膜上涂覆方法制作復合膜，此復合膜為一整體，不存在分層，適合用于卷式濾芯的制作生產。本發明在核孔膜上再復合制作一層一定厚度的醋酸纖維多孔膜，同時作為核孔膜的預過濾層和支撐層，不僅很好解決膜的機械強度和厚度問題，同時解決了預過濾問題，而且使膜具有表面親水性好的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為復合核孔膜側剖電鏡照片。
【具體實施方式】
[0019]聚酯核孔膜和聚碳酸酯核孔膜市場上可以買到，也可以用ZL200710178344.1的專利制備。
[0020]下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明。
[0021]實施例1
[0022]一種復合核孔膜的制備方法，包括如下步驟:將二酯酸纖維素在室溫下，在攪拌下溶解于混合溶劑中，制成質量百分比為8%的溶液，加入甘油制成鑄膜液，所述甘油與二酯酸纖維素的質量比為3.6:1，將鑄膜液靜置I小時，在恒溫恒濕涂布機上將鑄膜液涂覆在聚酯核孔膜上400 μ m厚度，涂布機長度60米，在60°C，相對濕度為99 %的條件下，涂布速度1.5米/分鐘處理40min，置于恒溫水浴機的去離子水中，室溫下浸泡I小時，烘干，得到厚度為160 μ m的復合核孔膜，所述混合溶劑為體積比為0.62:1的丙酮與二甲基甲酰胺；所述聚酯核孔膜孔徑為5 μ m、孔密度為6X IOVcm2，厚度15 μ m，見圖1。
[0023]本實施例制作的復合核孔膜的醋酸纖維層表面水接觸角40°，機械強度以復合核孔膜的爆破強度測試為> 0.1MPa,而同樣參數的原料聚酯核孔膜的爆破強度僅為
0.06MPa。用復合核孔膜進行液體過濾實驗以評價膜的過濾性能包括通量和納污能力。所用液體為含有表1所示不溶性固體顆粒的水。過濾液體通量在壓力0.05MPa下達2000ml/cm2.min, Icm2復合核孔膜可連續過濾2000ml水沒有明顯的流量衰減。而同樣參數的原料聚酯核孔膜在0.05MPa壓力下過濾1000ml同樣的液體后流量明顯衰減。
[0024]1.表 I
[0025]
粒子粒徑， 1.37 丄 ? > Yi 2 Ι? ? 44 4 33 b 46 6 88 8 b7 10.9 13.76微米
粒子計數， 1342 1361 309ο 683 315 406 46 4 223
個/毫升
[0026]實施例2
[0027]一種復合核孔膜的制備方法，包括如下步驟:將二酯酸纖維素在室溫下，在攪拌下溶解于混合溶劑中，制成質量百分比為6%的溶液，加入甘油制成鑄膜液，所述甘油與二酯酸纖維素的質量比為3:1，將鑄膜液靜置30分鐘，在恒溫恒濕涂布機上將鑄膜液涂覆在聚酯核孔膜上500 μ m厚度，涂布機長度60米，在50°C，相對濕度為90 %的條件下，涂布速度 1.0米/分鐘處理60min，置于恒溫水浴機的去離子水中，室溫下浸泡2小時，烘干，得到厚度為160μπι的復合核孔膜，所述混合溶劑為體積比為0.7:1的丙酮與二甲基甲酰胺；所述聚酯核孔膜孔徑為ΙΟμπκ孔密度為2 X IOVcm2，厚度12 μ m。
[0028]本實施例制作的復合核孔膜的醋酸纖維層表面水接觸角43°，機械強度以復合核孔膜的爆破強度測試為> 0.1MPa,而同樣參數的原料聚酯核孔膜的爆破強度僅為
0.04MPa。用復合核孔膜進行液體過濾實驗以評價膜的過濾性能包括通量和納污能力。所用液體為含有表1所示不溶性固體顆粒的水。過濾液體通量在壓力0.03MPa下達2500ml/cm2.min, Icm2復合核孔膜可連續過濾5000ml水沒有明顯的流量衰減。而同樣參數的原料聚酯核孔膜在0.03MPa壓力下過濾2500ml同樣的液體后流量明顯衰減。
[0029]實施例3
[0030]一種復合核孔膜的制備方法，包括如下步驟:將二酯酸纖維素在室溫下，在攪拌下溶解于混合溶劑中，制成質量百分比為7%的溶液，加入甘油制成鑄膜液，所述甘油與二酯酸纖維素的質量比為3.3:1，將鑄膜液靜置2小時，在恒溫恒濕涂布機上將鑄膜液涂覆在聚碳酸酯核孔膜上200 μ m厚度，涂布機長度60米，在70°C，相對濕度為95 %的條件下，涂布速度2.0米/分鐘處理30min，置于恒溫水浴機的去離子水中，室溫下浸泡2小時，烘干，得到厚度為85μπι的復合核孔膜，所述混合溶劑為體積比為0.54:1的丙酮與二甲基甲酰胺；所述聚碳酸酯核孔膜孔徑為3 μ m、孔密度為2X 106/cm2，厚度25 μ m。
[0031]本實施例制作的復合核孔膜的醋酸纖維層表面水接觸角40°，機械強度以復合核孔膜的爆破強度測試為> 0.1MPa,而同樣參數的原料聚碳酸酯核孔膜的爆破強度僅為
0.07MPa。用復合核孔膜進行液體過濾實驗以評價膜的過濾性能包括通量和納污能力。所用液體為含有表1所示不溶性固體顆粒的水。過濾液體通量在壓力0.05MPa下達1500ml/cm2.min, Icm2復合核孔膜可連續過濾2000ml水沒有明顯的流量衰減。而同樣參數的原料聚碳酸酯核孔膜在0.05MPa壓力下過濾500ml同樣的液體后流量明顯衰減。[0032]實施例4
[0033]一種復合核孔膜的制備方法，包括如下步驟:將二酯酸纖維素在室溫下，在攪拌下溶解于混合溶劑中，制成質量百分比為9%的溶液，加入甘油制成鑄膜液，所述甘油與二酯酸纖維素的質量比為2.5:1，將鑄膜液靜置30分鐘，在恒溫恒濕涂布機上將鑄膜液涂覆在聚碳酸酯核孔膜上180 μ m厚度，涂布機長度60米，在65°C，相對濕度為95%的條件下，涂布速度2.0米/分鐘，處理30min，置于恒溫水浴機的去離子水中，室溫下浸泡24小時，烘干，得到厚度為67 μ m的復合核孔膜，所述混合溶劑為體積比為0.62:1的丙酮與二甲基甲酰胺；所述聚碳酸酯核孔膜孔徑為I μ m、孔密度為2X 107/cm2，厚度7 μ m。
[0034]本實施例制作的復合核孔膜的醋酸纖維層表面水接觸角38°，機械強度以復合核孔膜的爆破強度測試為> 0.1MPa,而同樣參數的原料聚碳酸酯核孔膜的爆破強度僅為
0.04MPa。用復合核孔膜進行液體過濾實驗以評價膜的過濾性能包括通量和納污能力。所用液體為含有表I所示不溶性固體顆粒的水。過濾液體通量在壓力0.03MPa下達800ml/cm2-min, Icm2復合核孔膜可連續過濾IOOOml水沒有明顯的流量衰減。而同樣參數的原料聚碳酸酯核孔膜在0.03MPa壓力下過濾200ml同樣的液體后流量明顯衰減。
[0035]本發明的方法制備的復合核孔膜為一整體，不存在分層，適合用于卷式濾芯的制作生產。
【權利要求】
1.一種復合核孔膜，包括聚酯核孔膜或聚碳酸酯核孔膜，其特征是在所述聚酯核孔膜或聚碳酸酯核孔膜的一個表面上復合多孔的醋酸纖維膜，構成厚度為67?160 μ m的復合核孔膜，所述聚酯核孔膜或聚碳酸酯核孔膜的孔徑為I?ΙΟμπκ孔密度為2X105/cm2?2X107/cm2，厚度 7 ?25 μ m。
2.一種復合核孔膜的制備方法，其特征是包括如下步驟:將二酯酸纖維素在室溫下溶解于混合溶劑中，制成質量百分比為6%?9%的溶液，加入甘油制成鑄膜液，所述甘油與二酯酸纖維素的質量比為2.5-3.6:1，將鑄膜液靜置0.5-2小時，涂覆在聚酯核孔膜或聚碳酸酯核孔膜上，在50°C?70°C，相對濕度為90%?99%的條件下，處理30?60min，置于去離子水中，室溫下浸泡1-24小時，烘干，得到厚度為67?160 μ m的復合核孔膜，所述混合溶劑為體積比為0.54-0.7:1的丙酮與二甲基甲酰胺；所述聚酯核孔膜或聚碳酸酯核孔膜的孔徑為I?10 μ m、孔密度為2 X IO5/cm2?2 X IO7/cm2,厚度7?25 μ m。
【文檔編號】B01D69/10GK104001429SQ201410243275
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】閻爾坤, 楊銘, 郭峻嶺 申請人:天津理源科技有限公司