一种分离有机蒸汽的PDMS-PVDF复合膜及其改性制备方法

摘要

本发明属于汽体渗透膜分离技术领域，特别涉及一种分离有机蒸汽的PDMS-PVDF复合膜及其改性制备方法。本发明方法为：首先将PVDF支撑底膜进行表面预处理；将预处理后的底膜放入PDMS的甲苯溶液中浸泡，再将其放入等离子体改性反应装置中进行等离子体照射，一定时间后取出；最后将配置好的PDMS铸膜液涂覆在处理好的PVDF底膜上，在不同温度下交联固化得到处理好的PDMS-PVDF复合分离膜。本发明改性得到的PDMS-PVDF复合膜致密无缺陷，PDMS分离层与PVDF结合强度显著提高同时有效阻止了孔渗现象。将改性得到的PDMS-PVDF复合膜用于丙烷-氮气体系的分离，总通量达到1.93×10^-2cm³/cm²·s，分离因子达到25.1。

主权项

一种分离有机蒸汽的聚二甲基硅氧烷橡胶‑聚偏氟乙烯复合膜的改性制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)聚偏氟乙烯PVDF支撑底膜的预处理：在等离子体改性之前，对聚偏氟乙烯PVDF支撑底膜进行预处理，处理方法从以下几种方式中选择一种，(a)将聚偏氟乙烯PVDF支撑底膜在50℃温度下干燥至少4h；(b)将聚偏氟乙烯PVDF支撑底膜在50℃温度下干燥至少4h，再进行水浸润处理至少2h；(c)进行无水乙醇或正己烷浸润处理，处理时间为至少2h，再在25℃温度下干燥至少4h；(d)直接采用聚偏氟乙烯PVDF湿膜；(2)等离子体处理：将经过预处理的聚偏氟乙烯PVDF支撑底膜放入聚二甲基硅氧烷橡胶PDMS质量分数为5％的溶剂I溶液中浸泡2h；取出晾至没有液体滴出时放入真空烘箱在80℃温度下干燥12h；将处理过的聚偏氟乙烯PVDF支撑底膜放入等离子体改性反应腔，将反应腔接到改性体系中；用氩气对反应腔中空气进行反复置换，并保持压力；最后打开等离子体发生装置进行辉光放电，调节电流、电压值到实验所需功率值，控制照射时间，进行等离子体接枝反应；(3)硅橡胶膜液的配置：将聚二甲基硅氧烷橡胶PDMS溶解于溶剂II中，其中PDMS的质量分数为20％～50％，混合均匀后加入交联剂，其用量为溶液总重的6％；然后再加入催化剂，用量为溶液总重的2％，磁力搅拌均匀后静置脱泡，得到硅橡胶膜液；(4)把步骤(3)中所得硅橡胶膜液均匀涂覆在步骤(2)所得到的处理后的聚偏氟乙烯PVDF支撑底膜上，固化12～48h，干燥后即得改性聚二甲基硅氧烷橡胶‑聚偏氟乙烯复合膜。