一种ptfe共混平板膜及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于平板膜技术领域，特别是涉及一种PTFE共混平板膜及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前，膜分离技术作为一种高新技术在工业废水处理领域已有广泛的研究和探索，由于其分离效率高、无相变、节能环保、设备简单、操作简便、无二次污染、分离产物易于回收、自动化程度高等优点，使其在水处理领域具有相当大的技术优势，已成为水处理领域中不可缺少的技术之一。
[0003]聚四氟乙烯(PTFE)具有突出的化学稳定性、优良的高低温性能，日益受到膜研究者的关注，尤其是其良好的耐腐蚀性，使其作为过滤材料广泛应用苛刻条件下微粒子分离。同时PTFE的多孔性能和强疏水性，使其成为制备防水透气、膜蒸馏(MD)、渗透蒸馏(0D)和膜接触器(MC)的理想膜材料。但PTFE “不溶不恪”的特性使其加工性能很差，很难像聚砜，聚醚砜，聚偏氟乙烯那样成为工业化膜材料，PTFE中空纤维膜的制备尤为困难。目前制取PTFE微孔膜可采用烧结法及拉伸法。
[0004]PTFE薄膜的微结构决定了其使用性能，用于过滤环保领域将影响过滤精度和效率。大量研究表明，PTFE微孔结构的形成与树脂结构、制膜工艺等多种因素有关。近年来，为增加薄膜功能和使用性能，固体粒子填充以简单、价廉、效果好而得到大量普遍采用，目前使用较多的填充材料有石墨、玻纤、碳纤、青铜粉、稀土、二硫化铝等。
【发明内容】
[0005]本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种PTFE共混平板膜及其制备方法。
[0006]凹凸棒土又称坡缕石是一种天然非金属矿物质材料，是一种具有链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物，典型化学式为Si8Mg602Q(0H)2(0H2)4.4出0，结构属2:1型粘土矿物，在每个2:1单位结构层中，四面体晶片角顶隔一定距离方向颠倒，形成层链状。在四面体条带间形成与链平行的通道，通道中充填沸石水和结晶水。其纤维结构一般包括三个层次:①基本结构单元为微棒状或纤维状单晶体，简称棒晶。②由单晶平行聚集而成的单晶束。③由晶束(包括棒晶)相互堆积而成的聚集体。凹凸棒土的特殊结构使其具有很大的比表面积，物理吸附能力很强。另一方面，凹凸棒土带有层面负电荷，在层间吸附了具有可交换性的阳离子以使电荷平衡，这样凹凸棒土就具有了较强的离子吸附交换能力。改性凹凸棒土具有很强的重金属离子吸附能力，可以应用在含重金属废水的处理应用中，并且凹凸棒土应用在含重金属废水处理中具有吸附处理效果好、成本低、应用广泛、再生简单等优点，具有很好的发展前景。
[0007]制备PTFE微孔膜的主要通过将PTFE树脂预压膜，烧结成型后再经双向拉伸形成具有裂隙孔结构的微孔膜。本发明采用PTFE分散乳液制备共混微孔膜。以PVA为成膜载体，采用PTFE分散乳液制备PTFE/PVA共混膜，经烧结处理除去PTFE/PVA共混膜中的PVA制成PTFE膜，并以此为基础，通过在成膜体系中引入凹凸棒土，经拉伸获得PTFE/凹凸棒土相界面分离微孔膜。
[0008]PTFE分离膜对重金属离子没有吸附效果。本发明研究PTFE与无机物共混膜，用于重金属离子吸附型的分离膜，尤其利用无机矿物质凹凸棒土对重金属离子的吸附性，制备对重金属离子具有吸附功能的PTFE/凹凸棒土共混膜。
[0009]本发明的目的之一是提供一种具有组分简单，原料易得，成本低廉，加工方便，应用范围广，有效吸附重金属离子等特点的PTFE共混平板膜。
[0010]本发明PTFE共混平板膜所采取的技术方案是:
[0011 ] 一种PTFE共混平板膜，其特点是:PTFE共混平板膜中含有凹凸棒土。
[0012]本发明PTFE共混平板膜还可以采用如下技术方案:
[0013]所述的PTFE共混平板膜，其特点是:PTFE共混平板膜中PTFE与凹凸棒土的质量比为 1:0.01 ?0.15。
[0014]所述的PTFE共混平板膜，其特点是:凹凸棒土为盐酸改性的凹凸棒土。
[0015]所述的PTFE共混平板膜，其特点是:凹凸棒土粒径为300?1000目。
[0016]本发明的目的之二是提供一种具有工艺简单，操作方便，生产效率高，不需特殊设备，工业化实施容易等特点的PTFE共混平板膜的制备方法。
[0017]本发明PTFE共混平板膜的制备方法所采取的技术方案是:
[0018]一种PTFE共混平板膜的制备方法，其特点是:PTFE共混平板膜的制备过程包括以下步骤:
[0019](I)制备铸膜液
[0020]将PTFE分散乳液和PVA粉末分散溶解在去离子水中，然后加入改性凹凸棒土，使PTFE与改性凹凸棒土的质量比为1: 0.0I?1: 0.1，搅拌和超声振荡使凹凸棒土均匀分散得到铸膜液；
[0021](2)制备PTFE/凹凸棒土共混膜
[0022]在洁净玻璃板上刮膜后，在无水乙醇中固化成膜，将所得膜烘干后烧结，制得PTFE/凹凸棒土共混膜。
[0023]本发明PTFE共混平板膜的制备方法还可以采用如下技术方案:
[0024]所述的PTFE共混平板膜的制备方法，其特点是:制备PTFE/凹凸棒土共混膜时，在-1?1°(:的无水乙醇中固化成膜，将所得膜烘干后分别于340、360、380°(:温度下烧结0.5?
1.5min制得PTFE/凹凸棒土共混膜。
[0025]所述的PTFE共混平板膜的制备方法，其特点是:改性凹凸棒土的制备方法为，取300?1000目的凹凸棒土，用水洗涤，沉淀取其上层清液，低速离心后取上层清液，然后高速离心分离，取沉淀；经过干燥、研磨，得到纯化凹凸棒土 ；纯化凹凸棒土加水搅拌，按1g?20g纯化凹凸棒土加入150mL?200mL浓度为2.5mol/L?3mol/L盐酸比例加入盐酸，混合，加热，搅拌，超声振荡，过滤，洗涤，干燥，研磨得到改性凹凸棒土。
[0026]所述的PTFE共混平板膜的制备方法，其特点是:改性凹凸棒土制备时，凹凸棒土用蒸馈水洗涤，低速400-800rpm离心0.5?2min后沉淀取上层清液;然后高速3000?5000rpm离心0.5?2min分离后取沉淀，沉淀在80?100°C条件下真空干燥20?30h，研磨后按粒径大小选择300目?1000目筛子过筛得到纯化凹凸棒土。
[0027]所述的PTFE共混平板膜的制备方法，其特点是:改性凹凸棒土制备时，纯化凹凸棒土加入盐酸后，加热到70?80°C，搅拌Ih?2h，然后超声振荡30min?40min，抽滤，用蒸馈水洗涤至pH为5.5?6.5，在80?100°C条件下真空干燥20?30h，研磨过300目?1000目筛得改性凹凸棒土。
[0028]所述的PTFE共混平板膜的制备方法，其特点是:PTFE分散乳液的固含量为40?60%。
[0029]本发明具有的优点和积极效果是:
[0030]PTFE共混平板膜及其制备方法由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下明显特点:
[0031]本发明产品制备不需要特殊设备、工业化实施容易，总体而言工艺简单。该平板分离膜产品对分离电解液、电镀液等废水中的铅、镉、镍、钼等重金属离子具有很好的作用，PTFE与凹凸棒土的质量比为1: 0.0I的杂化膜对镉离子的吸附率接近30 %。另外，本发明制备的是共混膜，集中了 PTFE分离膜的优点以及凹凸棒土的吸附性能，膜物理性能稳定，纯水通量和亲水性有很大程度的提高。
[0032]本发明产品利用凹凸棒土优越的重金属吸附性能，可有效地吸附废水中铅、镉、镍、钼等重金属离子，而且凹凸棒土在体系中用量少，对PTFE平板膜的力学强度、渗透性等基本性能影响不大。另外，我国江苏、安徽具有储量丰富的凹凸棒土资源，凹凸棒土价格较为低廉，相对于PTFE平板膜，本发明产品成本影响不大。
【具体实施方式】
[0033]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下:
[0034]实施例1
[0035]一种PTFE共混平板膜，PTFE共混膜中含有盐酸改性凹凸棒土，PTFE与改性凹凸棒土的质量比为1: 0.0I，改性凹凸棒土粒径为1000目。
[0036]实施例2