【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及一種等離子體表面修飾多孔聚四氟乙烯化學(xué)沉積雙鏈季銨鹽高分子合金膜的制備方法，屬于功能膜。
技術(shù)介紹
1、隨著氣候變化、人口增長和全球化進程的加速，水資源危機不斷加重，水的可用性在不斷下降。隨著人們對水資源的重視，水處理技術(shù)越來越成熟。目前，膜技術(shù)、鐵碳微電解處理技術(shù)、fenton及類fenton氧化法、臭氧化法、磁分離技術(shù)、等離子水處理技術(shù)等已被應(yīng)用于水體中有機物、微生物、染料和重金屬離子等的凈化處理。其中，膜技術(shù)作為最成功和最具成本效應(yīng)的技術(shù)之一，已被廣泛應(yīng)用于污水處理和海水淡化中。聚四氟乙烯（ptfe）作為一種高性能高分子材料，其具有很高的熱穩(wěn)定性和良好的柔韌性、機械性能和成膜性。然而，普通ptfe膜存在較強的疏水性，而商業(yè)ptfe膜則存在因過濾過程中膜污染而引起的水滲透性衰減問題，這些問題的存在阻礙了普通ptfe膜和商業(yè)ptfe膜的廣泛應(yīng)用。同時，除由無機物沉積和有機物附著引起的膜污染外，微生物在膜上的不良粘附及生長也是一種膜污染的常見形式，謂之生物污染。生物污染會導(dǎo)致水滲透性降低，今兒引起膜過程的能耗和運行成本增加。解決膜的生物污染已成為膜技術(shù)最具挑戰(zhàn)性的問題之一。當下的研究中，大量工作集中在通過加入抗菌劑制備復(fù)合膜的方式，來改善膜的抗生物污染性能，即：將極少量的抗菌劑如金屬離子型（ag、zn、cu等）和氧化物光催化型（如tio2、zn0等）添加至膜中，從而賦予所制成的膜一定的抗菌性。但抗菌性和抑制膜生物污染的效果并不理想。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本申請?zhí)峁?span style='display:none'>一種等離子體表面修飾多孔聚四氟乙烯化學(xué)沉積雙鏈季銨鹽高分子合金膜的制備方法，不僅賦予了膜較大的比表面積、提高等離子活化效率，還顯著的提高了抗菌和過濾性能。
2、具體地，本申請是通過以下方案實現(xiàn)的：
3、一種等離子體表面修飾多孔聚四氟乙烯化學(xué)沉積雙鏈季銨鹽高分子合金膜的制備方法，步驟如下：
4、步驟一，聚乙烯醇（pva）加水溶解得到pva水溶液，再加入氯化鋅（白色固體粉末，純度＞98%），得到氯化鋅pva溶液，
5、pva優(yōu)選中低分子量、醇解度適中，所述pva的分子量為5000~50000，醇解度為80~100%，
6、所述pva水溶液的質(zhì)量濃度為1~30%，
7、氯化鋅添加量為pva質(zhì)量的0.5~5%。
8、該過程中，pva加水攪拌10~30min，待溶解均勻后，再加入氯化鋅，繼續(xù)攪拌15~30min，得到氯化鋅pva溶液，攪拌轉(zhuǎn)速均為100~300r/min。
9、步驟二，將ptfe添加到氯化鋅pva溶液中，攪拌均勻，ptfe添加量為pva質(zhì)量的100~900%。
10、該過程中，向氯化鋅pva水溶液中添加ptfe粉體，高速攪拌20~60min，攪拌速度為600~1000r/min，最終成均勻乳液狀態(tài)。
11、步驟三，向步驟二所得溶液中溶于有機溶劑中，配制得到紡絲液，紡絲液靜電紡得到多孔聚四氟乙烯膜，所述紡絲液濃度為5~30%，靜電紡絲的紡絲電壓為10~100kv，紡程為10~40cm，推進速度為0.06~6mm/min?。
12、步驟四，將多孔聚四氟乙烯膜進行低溫等離子體表面活化處理后，再用雙鏈季銨鹽進行化學(xué)表面修飾，干燥，熱交聯(lián)，得到成品。
13、進一步的，作為優(yōu)選：
14、步驟一中，
15、所述pva的分子量為20000~40000，醇解度為80~90%。并以pva的分子量為30000~40000，醇解度為85~90%為佳，pva分子量為30000、醇解度為88%為最佳。
16、所述pva水溶液的質(zhì)量濃度為1~2.4%，氯化鋅添加量為pva質(zhì)量的0.5~2%，并以pva水溶液的質(zhì)量濃度為1.8%，氯化鋅添加量為pva質(zhì)量的1.5%為最佳。
17、步驟二中，
18、ptfe添加量為pva質(zhì)量的400~900%，并以ptfe添加量為pva質(zhì)量的733%為最佳。
19、步驟三中，
20、所述紡絲液濃度為5~20%，紡程為10~25cm，推進速度為0.06~0.84mm/min?。并以紡絲液濃度為15%，紡程為25cm，推進速度為0.72mm/min?為最佳。
21、所述有機溶劑為乙醇、丙酮、二甲基酰胺（dmf）中的任一種，通過控制有機溶劑添加量改變紡絲液濃度。
22、步驟四中，
23、低溫等離子體表面活化處理的處理功率為5~20mhz，處理時間為10~60min，處理溫度為20-30℃。并以5~15mhz處理10~20min為佳。
24、通過表面涂覆沉積方式用雙鏈季銨鹽對薄膜進行化學(xué)表面修飾，所述雙鏈季銨鹽的涂敷量為多孔聚四氟乙烯膜質(zhì)量的0.1~2%。更優(yōu)選的，涂敷量為多孔聚四氟乙烯膜質(zhì)量的0.1~1%。并以涂敷量為多孔聚四氟乙烯膜質(zhì)量的0.8%為佳。
25、所述雙鏈季銨鹽具體為雙癸基二甲基氯化銨或雙癸基二甲基溴化銨。
26、干燥溫度為60~120℃，干燥時長為30~120min。
27、所述熱交聯(lián)的溫度為120~240℃，熱交聯(lián)時長為60~180min。
28、所述熱交聯(lián)后還進行了水洗，水洗溫度為20~50℃，水洗次數(shù)為1~5次，脫去表面未反應(yīng)雙鏈季銨鹽。
29、本專利技術(shù)采用雙鏈季銨鹽作為有機抗菌劑，將其與ptfe薄膜進行結(jié)合，通過等離子活化技術(shù)增加雙鏈季銨鹽在薄膜表面沉積與化學(xué)反應(yīng)性能，添加的pva組分提高了薄膜的親水性和等離子活化效率，從而提高了薄膜的過濾效率和抗菌性能，相比無機抗菌粉體添加型抗菌效率提升50%，特別適合應(yīng)用于口罩、空調(diào)、水處理過濾材料的開發(fā)。
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1.一種等離子體表面修飾多孔聚四氟乙烯化學(xué)沉積雙鏈季銨鹽高分子合金膜的制備方法，其特征在于，步驟如下：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體表面修飾多孔聚四氟乙烯化學(xué)沉積雙鏈季銨鹽高分子合金膜的制備方法，其特征在于：所述PVA的分子量為20000~40000，醇解度為80~90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體表面修飾多孔聚四氟乙烯化學(xué)沉積雙鏈季銨鹽高分子合金膜的制備方法，其特征在于：所述PVA的分子量為30000~40000，醇解度為88~90%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體表面修飾多孔聚四氟乙烯化學(xué)沉積雙鏈季銨鹽高分子合金膜的制備方法，其特征在于：所述PVA水溶液的質(zhì)量濃度為1~2.4%，氯化鋅添加量為PVA質(zhì)量的0.5~2%，PTFE添加量為PVA質(zhì)量的400~900%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體表面修飾多孔聚四氟乙烯化學(xué)沉積雙鏈季銨鹽高分子合金膜的制備方法，其特征在于：所述紡絲液濃度為5~20%，紡程為10~25cm，推進速度為0.06~0.84mm/min?。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體表面修飾多孔聚四氟乙烯化學(xué)沉積雙鏈季銨鹽高分子合金膜的制備方法，其特征在于：所述雙季銨鹽以涂敷方式沉積在多孔聚四氟乙烯膜上，涂敷量為多孔聚四氟乙烯膜質(zhì)量的0.1~2%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體表面修飾多孔聚四氟乙烯化學(xué)沉積雙鏈季銨鹽高分子合金膜的制備方法，其特征在于：干燥溫度為60~120℃，干燥時長為30~120min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體表面修飾多孔聚四氟乙烯化學(xué)沉積雙鏈季銨鹽高分子合金膜的制備方法，其特征在于：所述熱交聯(lián)的溫度為120~240℃，熱交聯(lián)時長為60~180min。
10.根據(jù)權(quán)利要求1~9任一項所述的一種等離子體表面修飾多孔聚四氟乙烯化學(xué)沉積雙鏈季銨鹽高分子合金膜的制備方法，其特征在于：所述熱交聯(lián)后還進行了水洗，水洗溫度為20~50℃，水洗次數(shù)為1~5次。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種等離子體表面修飾多孔聚四氟乙烯化學(xué)沉積雙鏈季銨鹽高分子合金膜的制備方法，其特征在于，步驟如下：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體表面修飾多孔聚四氟乙烯化學(xué)沉積雙鏈季銨鹽高分子合金膜的制備方法，其特征在于：所述pva的分子量為20000~40000，醇解度為80~90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體表面修飾多孔聚四氟乙烯化學(xué)沉積雙鏈季銨鹽高分子合金膜的制備方法，其特征在于：所述pva的分子量為30000~40000，醇解度為88~90%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體表面修飾多孔聚四氟乙烯化學(xué)沉積雙鏈季銨鹽高分子合金膜的制備方法，其特征在于：所述pva水溶液的質(zhì)量濃度為1~2.4%，氯化鋅添加量為pva質(zhì)量的0.5~2%，ptfe添加量為pva質(zhì)量的400~900%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體表面修飾多孔聚四氟乙烯化學(xué)沉積雙鏈季銨鹽高分子合金膜的制備方法，其特征在于：所述紡絲液濃度為5~20%，紡程為10~25cm，推進速度為0.06~0.84mm/min?。
6.根據(jù)權(quán)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：余媛，張麗莉，曾繁昆，朱海霖，郭雨杰，李夢華，胡佳琪，徐瑞鑫，
申請(專利權(quán))人：浙江理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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