一種ptfe共混平板膜及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于平板膜技術領域，特別是涉及一種PTFE共混平板膜及其制備方法。
【背景技術】
[0002]目前，膜分離技術作為一種高新技術在工業廢水處理領域已有廣泛的研究和探索，由于其分離效率高、無相變、節能環保、設備簡單、操作簡便、無二次污染、分離產物易于回收、自動化程度高等優點，使其在水處理領域具有相當大的技術優勢，已成為水處理領域中不可缺少的技術之一。
[0003]聚四氟乙烯(PTFE)具有突出的化學穩定性、優良的高低溫性能，日益受到膜研究者的關注，尤其是其良好的耐腐蝕性，使其作為過濾材料廣泛應用苛刻條件下微粒子分離。同時PTFE的多孔性能和強疏水性，使其成為制備防水透氣、膜蒸餾(MD)、滲透蒸餾(0D)和膜接觸器(MC)的理想膜材料。但PTFE “不溶不恪”的特性使其加工性能很差，很難像聚砜，聚醚砜，聚偏氟乙烯那樣成為工業化膜材料，PTFE中空纖維膜的制備尤為困難。目前制取PTFE微孔膜可采用燒結法及拉伸法。
[0004]PTFE薄膜的微結構決定了其使用性能，用于過濾環保領域將影響過濾精度和效率。大量研究表明，PTFE微孔結構的形成與樹脂結構、制膜工藝等多種因素有關。近年來，為增加薄膜功能和使用性能，固體粒子填充以簡單、價廉、效果好而得到大量普遍采用，目前使用較多的填充材料有石墨、玻纖、碳纖、青銅粉、稀土、二硫化鋁等。
【發明內容】
[0005]本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種PTFE共混平板膜及其制備方法。
[0006]凹凸棒土又稱坡縷石是一種天然非金屬礦物質材料，是一種具有鏈層狀結構的含水富鎂硅酸鹽粘土礦物，典型化學式為Si8Mg602Q(0H)2(0H2)4.4出0，結構屬2:1型粘土礦物，在每個2:1單位結構層中，四面體晶片角頂隔一定距離方向顛倒，形成層鏈狀。在四面體條帶間形成與鏈平行的通道，通道中充填沸石水和結晶水。其纖維結構一般包括三個層次:①基本結構單元為微棒狀或纖維狀單晶體，簡稱棒晶。②由單晶平行聚集而成的單晶束。③由晶束(包括棒晶)相互堆積而成的聚集體。凹凸棒土的特殊結構使其具有很大的比表面積，物理吸附能力很強。另一方面，凹凸棒土帶有層面負電荷，在層間吸附了具有可交換性的陽離子以使電荷平衡，這樣凹凸棒土就具有了較強的離子吸附交換能力。改性凹凸棒土具有很強的重金屬離子吸附能力，可以應用在含重金屬廢水的處理應用中，并且凹凸棒土應用在含重金屬廢水處理中具有吸附處理效果好、成本低、應用廣泛、再生簡單等優點，具有很好的發展前景。
[0007]制備PTFE微孔膜的主要通過將PTFE樹脂預壓膜，燒結成型后再經雙向拉伸形成具有裂隙孔結構的微孔膜。本發明采用PTFE分散乳液制備共混微孔膜。以PVA為成膜載體，采用PTFE分散乳液制備PTFE/PVA共混膜，經燒結處理除去PTFE/PVA共混膜中的PVA制成PTFE膜，并以此為基礎，通過在成膜體系中引入凹凸棒土，經拉伸獲得PTFE/凹凸棒土相界面分離微孔膜。
[0008]PTFE分離膜對重金屬離子沒有吸附效果。本發明研究PTFE與無機物共混膜，用于重金屬離子吸附型的分離膜，尤其利用無機礦物質凹凸棒土對重金屬離子的吸附性，制備對重金屬離子具有吸附功能的PTFE/凹凸棒土共混膜。
[0009]本發明的目的之一是提供一種具有組分簡單，原料易得，成本低廉，加工方便，應用范圍廣，有效吸附重金屬離子等特點的PTFE共混平板膜。
[0010]本發明PTFE共混平板膜所采取的技術方案是:
[0011 ] 一種PTFE共混平板膜，其特點是:PTFE共混平板膜中含有凹凸棒土。
[0012]本發明PTFE共混平板膜還可以采用如下技術方案:
[0013]所述的PTFE共混平板膜，其特點是:PTFE共混平板膜中PTFE與凹凸棒土的質量比為 1:0.01 ?0.15。
[0014]所述的PTFE共混平板膜，其特點是:凹凸棒土為鹽酸改性的凹凸棒土。
[0015]所述的PTFE共混平板膜，其特點是:凹凸棒土粒徑為300?1000目。
[0016]本發明的目的之二是提供一種具有工藝簡單，操作方便，生產效率高，不需特殊設備，工業化實施容易等特點的PTFE共混平板膜的制備方法。
[0017]本發明PTFE共混平板膜的制備方法所采取的技術方案是:
[0018]一種PTFE共混平板膜的制備方法，其特點是:PTFE共混平板膜的制備過程包括以下步驟:
[0019](I)制備鑄膜液
[0020]將PTFE分散乳液和PVA粉末分散溶解在去離子水中，然后加入改性凹凸棒土，使PTFE與改性凹凸棒土的質量比為1: 0.0I?1: 0.1，攪拌和超聲振蕩使凹凸棒土均勻分散得到鑄膜液；
[0021](2)制備PTFE/凹凸棒土共混膜
[0022]在潔凈玻璃板上刮膜后，在無水乙醇中固化成膜，將所得膜烘干后燒結，制得PTFE/凹凸棒土共混膜。
[0023]本發明PTFE共混平板膜的制備方法還可以采用如下技術方案:
[0024]所述的PTFE共混平板膜的制備方法，其特點是:制備PTFE/凹凸棒土共混膜時，在-1?1°(:的無水乙醇中固化成膜，將所得膜烘干后分別于340、360、380°(:溫度下燒結0.5?
1.5min制得PTFE/凹凸棒土共混膜。
[0025]所述的PTFE共混平板膜的制備方法，其特點是:改性凹凸棒土的制備方法為，取300?1000目的凹凸棒土，用水洗滌，沉淀取其上層清液，低速離心后取上層清液，然后高速離心分離，取沉淀；經過干燥、研磨，得到純化凹凸棒土 ；純化凹凸棒土加水攪拌，按1g?20g純化凹凸棒土加入150mL?200mL濃度為2.5mol/L?3mol/L鹽酸比例加入鹽酸，混合，加熱，攪拌，超聲振蕩，過濾，洗滌，干燥，研磨得到改性凹凸棒土。
[0026]所述的PTFE共混平板膜的制備方法，其特點是:改性凹凸棒土制備時，凹凸棒土用蒸饋水洗滌，低速400-800rpm離心0.5?2min后沉淀取上層清液;然后高速3000?5000rpm離心0.5?2min分離后取沉淀，沉淀在80?100°C條件下真空干燥20?30h，研磨后按粒徑大小選擇300目?1000目篩子過篩得到純化凹凸棒土。
[0027]所述的PTFE共混平板膜的制備方法，其特點是:改性凹凸棒土制備時，純化凹凸棒土加入鹽酸后，加熱到70?80°C，攪拌Ih?2h，然后超聲振蕩30min?40min，抽濾，用蒸饋水洗滌至pH為5.5?6.5，在80?100°C條件下真空干燥20?30h，研磨過300目?1000目篩得改性凹凸棒土。
[0028]所述的PTFE共混平板膜的制備方法，其特點是:PTFE分散乳液的固含量為40?60%。
[0029]本發明具有的優點和積極效果是:
[0030]PTFE共混平板膜及其制備方法由于采用了本發明全新的技術方案，與現有技術相比，本發明具有以下明顯特點:
[0031]本發明產品制備不需要特殊設備、工業化實施容易，總體而言工藝簡單。該平板分離膜產品對分離電解液、電鍍液等廢水中的鉛、鎘、鎳、鉬等重金屬離子具有很好的作用，PTFE與凹凸棒土的質量比為1: 0.0I的雜化膜對鎘離子的吸附率接近30 %。另外，本發明制備的是共混膜，集中了 PTFE分離膜的優點以及凹凸棒土的吸附性能，膜物理性能穩定，純水通量和親水性有很大程度的提高。
[0032]本發明產品利用凹凸棒土優越的重金屬吸附性能，可有效地吸附廢水中鉛、鎘、鎳、鉬等重金屬離子，而且凹凸棒土在體系中用量少，對PTFE平板膜的力學強度、滲透性等基本性能影響不大。另外，我國江蘇、安徽具有儲量豐富的凹凸棒土資源，凹凸棒土價格較為低廉，相對于PTFE平板膜，本發明產品成本影響不大。
【具體實施方式】
[0033]為能進一步了解本發明的
【發明內容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并詳細說明如下:
[0034]實施例1
[0035]一種PTFE共混平板膜，PTFE共混膜中含有鹽酸改性凹凸棒土，PTFE與改性凹凸棒土的質量比為1: 0.0I，改性凹凸棒土粒徑為1000目。
[0036]實施例2