具有多尺度梯度微结构表面的微孔膜的制备方法

摘要

本发明涉及一种具有多尺度梯度微结构表面的微孔膜的制备方法。本发明方法首先在粗糙柔性衬底上表面固定筛网，然后在筛网的上表面以恒定速度涂覆一层50～500微米厚度的聚合物溶液，经固化、洗涤，通过简单的机械剥离，将粗糙柔性衬底去除，得到多尺度梯度微结构表面的微孔膜。本发明方法工艺简单、膜面积可控、可连续生产、膜机械性能高，具有超疏水或超亲水特性，其中超疏水膜具有超亲油特性，而超亲水膜在水下具有超疏油特性，在油下具有超疏水特性。所得膜可有效分离各种油水混合物，包括纳米级油水乳液，也可应用在自清洁超微滤膜污水处理、医用除菌、食品除浊、除菌、物料分离、膜蒸馏等领域。

主权项

具有多尺度梯度微结构表面的微孔膜的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤(1).将聚合物、亲水添加剂溶解在溶剂中，在50～170℃下搅拌4～72小时，搅拌速度为100～1000转/分钟，得到均匀溶液；所述的均匀溶液中聚合物的质量含量为6﹪～45﹪，亲水添加剂的质量含量为0﹪～10﹪，溶剂的质量含量为45﹪～94﹪；所述的聚合物为聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚乳酸、聚酰亚胺、聚丙烯或醋酸纤维素；所述的亲水添加剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、无机纳米粒子、聚氧乙烯、聚氧乙烯‑聚氧丙烯‑聚氧乙烯或聚甲基丙烯酸羟乙酯；所述的溶剂为三氯甲烷、N,N‑二甲基甲酰胺、N,N‑二甲基乙酰胺、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、N‑甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、四氢呋喃、邻苯二甲酸二丁酯、二氧六环、苯丙酮、二苯醚中的一种或多种；步骤(2).将粗糙柔性衬底固定作为第一层，在第一层的上表面固定筛网，筛网作为第二层，然后将配制好的均匀溶液经静置脱泡12～24小时后，均匀涂覆在第二层的上表面作为第三层，涂覆过程中保持溶液厚度恒定，涂覆速度固定；所述的粗糙柔性衬底为克重20～400g/m²的无纺布或有纺布，粗糙柔性衬底的材质为聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚丙烯腈、高密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯或聚偏氯乙烯，粗糙柔性衬底起到延缓相分离、提供自由界面和模板印刷的作用；所述的筛网的目数为10～2000目，筛网的材质为涤纶、丙纶、尼龙、不锈钢或铜网，筛网起到内支撑增强的作用；所述的涂覆在粗糙柔性衬底上的溶液厚度为50～500μm，涂覆速度为5～500mm/s；步骤(3).将涂有脱泡后溶液的粗糙柔性衬底转入温度为5～60℃的凝固浴中浸没0～4小时，然后转移到温度为5～60℃的去离子水水浴中浸没2～48小时，使脱泡后溶液固化成膜，得到带有粗糙柔性衬底的聚合物微孔膜；所述的凝固浴为去离子水与溶剂的混合液，其中溶剂的质量百分含量为5﹪～75﹪；该溶剂与步骤(1)所用的溶剂一致；步骤(4).将带有粗糙柔性衬底的聚合物微孔膜在空气中自然晾干后，以0.2～500mm/s的机械剥离速度将粗糙柔性衬底与聚合物微孔膜在干燥状态下分离，得到多尺度梯度微结构表面的微孔膜；或直接以0.1～700mm/s的机械剥离速度将粗糙柔性衬底与聚合物微孔膜在润湿状态下分离，后将聚合物微孔膜在空气中自然晾干，得到多尺度梯度微结构表面的微孔膜。