专利名称：聚丙烯多孔膜的用途的制作方法
技术领域：
本申请涉及高分子领域，具体而言，本申请涉及聚丙烯多孔膜的用途。
背景技术：
在当今世界资源短缺的情况下，水资源的循环利用已经成为全球关注的热点。因此，膜分离科学与技术的研究得到各国的高度重视，并逐渐在石油化工、能源、环境、海水淡化、食品、生物医药等领域得到广泛的应用。根据分离膜孔径不同可以分为反渗透膜、纳滤膜、超滤膜和微滤膜。其中，超滤膜和微滤膜孔径相对较大，具有通量高、操作压力小、运行成本低的优点，被广泛应用于反渗透的前处理、无菌过滤、蛋白质的浓缩和分离等领域。聚丙烯多孔膜是最早应用的微孔膜之一。早在20世纪70年代，就有人用拉伸方法来制备聚丙烯多孔膜，即通过在聚丙烯膜片中生成β晶，并拉伸制得多孔膜；或者通过在聚丙烯膜片中混入其它高分子或无机物，并拉伸也可得到多孔膜。但是这些微孔膜孔隙率低、透过性能差，只能作为电容器隔膜等介质材料。另一种方法是通过熔体高速拉伸淬冷，获得低结晶度的取向膜，然后拉伸和热定型获得孔隙率较高的微孔膜，可以作为分离膜使用。其缺点是力学性能差，横向强度低，孔型结构不好，通常获得的是狭缝型微孔，且加工工艺比较复杂，从而阻碍了聚丙烯微孔膜的广泛应用。
发明内容
本申请涉及聚丙烯多孔膜在超滤或微滤分离膜中的用途，其中β晶含量K值为 0. 8以上。在某些实施方案中，所述聚丙烯多孔膜具有从表面贯穿本体的微孔。在某些实施方案中，所述聚丙烯多孔膜的微孔孔径小于5 μ m。在某些实施方案中，所述聚丙烯多孔膜的孔隙率为20-90%。在某些实施方案中，所述聚丙烯多孔膜的厚度为5-100 μ m。在某些实施方案中，所述聚丙烯多孔膜是经双向拉伸工艺制备的。在某些实施方案中，所述用途为分离水、溶液、血浆和有机溶剂混合物。在某些实施方案中，所述水选自自来水、地下水、地表水、生活污水和工业废水。
图1为本申请一实施方案中的聚丙烯双轴拉伸获得微孔膜结构的扫描电子显微镜照片。图2为超滤、微滤膜分离模式示意图。
具体实施例方式除非本申请中另外要求，在整个说明书及其所附的权利要求书中，词语“包括”以及“包含”应解释为开放式的、含括式的意义，即“包括但不限于”。
在整个说明书中提到的“一实施方案”或“实施方案”或“在另一实施方案中”或 “在某些实施方案中”意指在至少一实施方案中包括与该实施方案所述的相关的具体要素、 结构或特征。因此，在整个说明书中不同位置出现的短语“在一实施方案中”或“在实施方案中”或“在另一实施方案中”或“在某些实施方案中”不必全部指同一实施方案。此外，除非相互抵触，所提及的构成某一实施方案的具体要素、结构或特征可以任何适当的方式在一个或多个实施方案中结合。应当理解，术语“或”通常以其包括“和/或”的含义而使用，除非本申请中另外明确地规定。本申请涉及聚丙烯多孔膜在超滤或微滤分离膜中的用途，其中β晶含量K值为 0. 8以上。在某些实施方案中，所述聚丙烯多孔膜具有从表面贯穿本体的微孔。在某些实施方案中，所述聚丙烯多孔膜具有从表面贯穿本体的孔径小于5μπι的微孔。在某些实施方案中，所述聚丙烯多孔膜具有从表面贯穿本体的孔隙率为20-90% 的微孔。在某些实施方案中，所述聚丙烯多孔膜具有从表面贯穿本体的孔径小于5μπι并且孔隙率为20-90%的微孔。在某些实施方案中，所述聚丙烯多孔膜的厚度为5-100 μ m。在某些实施方案中，所述聚丙烯多孔膜具有从表面贯穿本体的微孔，并且所述聚丙烯多孔膜的厚度为5-100 μ m。在某些实施方案中，所述聚丙烯多孔膜具有从表面贯穿本体的孔径小于5μπι的微孔，并且所述聚丙烯多孔膜的厚度为5-100 μ m。在某些实施方案中，所述聚丙烯多孔膜具有从表面贯穿本体的孔隙率为20-90% 的微孔，并且所述聚丙烯多孔膜的厚度为5-100 μ m。在某些实施方案中，所述聚丙烯多孔膜具有从表面贯穿本体的孔径小于5μπι并且孔隙率为20-90%的微孔，并且所述聚丙烯多孔膜的厚度为5-100μπι。在某些实施方案中，所述聚丙烯多孔膜是经双向拉伸工艺制备的。能够用于本申请的双向拉伸工艺可以是在两个相互垂直的方向上拉伸的方法。用双轴同时拉伸或双轴依次拉伸等不同的双轴拉伸方式均可得到本申请的多孔膜。在某些实施方案中，为了增加纵向强度和模量等力学性能的需要，也可采用双轴多次拉伸的工艺。拉伸时，两个轴向上一般设定相同的拉伸倍数，这样有利于孔形勻称。双轴同时拉伸时，两轴向上的应变速率也取相近值。双轴依次拉伸时，两次拉伸时的温度和应变速率可以相等，也可以稍有不同。在某些实施方案中，双轴拉伸温度为80_140°C。在某些实施方案中，双轴拉伸温度为90_130°C。在某些实施方案中，双轴拉伸面积比为1.5-20。在某些实施方案中，双轴拉伸面积比为2-10。在某些实施方案中，单向应变速率值小于IOmin-I。
在某些实施方案中，对双轴拉伸后的微孔膜进行紧张热定型可以提高结构的稳定性和膜面的平整性。热定型温度可选在110°C -140°c之间，时间为0. 5-5分钟。在某些实施方案中，所述聚丙烯多孔膜具有从表面贯穿本体的孔径小于5μπι并且孔隙率为20-90%的微孔，并且所述聚丙烯多孔膜的厚度为5-100 μ m，以及所述聚丙烯多孔膜是经双向拉伸工艺制备的。在某些实施方案中，所述用途为分离水、溶液、血浆和有机溶剂混合物。在某些实施方案中，所述水选自自来水、地下水、地表水、生活污水和工业废水。本发明的聚丙烯多孔膜作为分离膜材料具有孔型结构合理、分离效率高、操作压力小、运行成本低等优点，利于大规模应用。下文中，本申请将通过如下实施例进行详细解释以便更好地理解本发明的各个方面及优点。但是，应当理解，以下的实施例是非限制性的而且仅用于说明本发明的某些实施方案。实施例实施例1取一张直径为7cm的圆形膜片，厚度为60μπι，孔隙率为48. 50%，置于超滤杯中， 加入200mL纯水(电导< 20 μ S/cm)，以0. 2MPa的压力预压30min，并测试纯水通量(操作压力为0. IMPa，搅拌速度400rpm，温度25°C )。然后，将纯水更换为150mL牛血清白蛋白水溶液(分子量为67KDa，浓度为500ppm)，在相同条件下进行通量和截留率测试。平行测试6个样品，结果表明纯水通量为33. 20GFD，牛血清白蛋白测试通量为25. 06GFD，截留率 94. 65%。实施例2将膜片卷制成组件(长度12”，直径1. 8”，膜片厚度为60 μ m,孔隙率为48. 50%), 组件检测台测试，测试条件为操作压力0. IMPa，回收率15%，温度25°C，0. 2MPa预压 30min，进水分别为纯水(电导< 20μ S/cm)和牛血清白蛋白水溶液(分子量为67KDa，浓度为500ppm)。同时测试6支，结果表明纯水通量164.44GPD，牛血清白蛋白测试通量为 144. 92GPD，截留率 94. 83%。实施例3将膜片卷制成组件(长度12”，直径1. 8”，膜片厚度为60 μ m,孔隙率为48. 50%), 组件检测台测试，测试条件为操作压力0. IMPa，回收率15%，温度25°C，0. 2MPa预压 30min，进水为地表水(全固形物 260. 5mg/L，悬浮物 18. 3mg/L, CODcr 20. Omg/L, pH 7. 6)。 同时测试6支，结果表明产水通量160. 37GPD，产水水质淤泥密度指数(SDI) <2，符合反渗透装置进水条件。上述对本发明的一般性描述和对具体实施方式
的描述不应理解为是对本发明技术特征构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背本发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式
(包括实施例)中的技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本发明的其它的技术方案。
权利要求
1.聚丙烯多孔膜在超滤或微滤分离膜中的用途，其中β晶含量K值为0.8以上。
2.如权利要求1所述的用途，其中所述聚丙烯多孔膜具有从表面贯穿本体的微孔。
3.如权利要求2所述的用途，其中所述聚丙烯多孔膜的微孔孔径小于5μ m。
4.如权利要求2或3所述的用途，其中所述聚丙烯多孔膜的孔隙率为20-90%。
5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的用途，其中所述聚丙烯多孔膜的厚度为 5-100 μ m0
6.如权利要求1-5中任一权利要求所述的用途，其中所述聚丙烯多孔膜是经双向拉伸工艺制备的。
7.权利要求1-6中任一权利要求所述的用途，其中所述用途为分离水、溶液、血浆和有机溶剂混合物。
8.如权利要求7所述的用途，其中所述水选自自来水、地下水、地表水、生活污水和工业废水。
全文摘要
公开了β晶含量K值为0.8以上的聚丙烯多孔膜用作超滤或微滤分离膜在分离水、溶液、血浆和有机溶剂混合物中的用途。
文档编号C02F1/44GK102463040SQ20101053191
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月4日 优先权日2010年11月4日
发明者徐强强, 戴鸿君, 金焱 申请人:北京时代沃顿科技有限公司