亲水改性对薄膜微孔结构的影响

  在以前制膜经验的基础上采用先纵向后横向拉伸的工艺加工PTFE亲水膜。该方法主要优点是产品性能容易控制，操作较为方便，拉伸后可在同一台横拉机内完成必要的热、冷等处理。双向拉伸PTFE微孔膜的生产工艺流程为：

  配制亲水料→PTFE微粉+亲水料→混合→过筛→成熟→压坯→推压→挤出→压延→干燥→纵拉（脱脂）→横拉→烧结（或称为固化、热定型）→成品膜

  当PTFE树脂中混合亲水料后，在纵向拉伸过程中，与未加亲水料不同的是基础膜出现纤维取向和大量微孔。亲水料的加入，容易出现原纤化和微孔。

  在相同的加工条件下，亲水膜经过热定型后，与未加亲水料的相比，孔径明显增大，而且薄膜中结点明显小。

  任钟旗、郭玉海等基于配位键合理论，选用既可接受电子又能提高提高空电子轨道的氢氧化锡作为中心离子，与PTFE共混进行亲水改性。改性后的PTFE膜，氢氧化锡与薄膜表面结合较好，并通过交联剂交联亲水聚合物的部分亲水基团，可较好地结合在膜表面，呈鱼鳞状。这样可在保持改性后材料亲水性的同时，又在一定程度上降低了其水溶性，解决了耐久性的问题。将PTFE改性亲水膜用于水过滤过程时，纯水通量较大，并随着过滤压差增加而增大。使用PTFE改性亲水膜过滤，截留率都在99.0%以上。将PTFE改性亲水膜用于中药浸出液过滤过程应用时，水中悬浮物的去除率达99.0%以上。

  刘鸣、陈建勇等将胶体吸附沉积到PTFE薄膜上，并聚合丙烯酸（AA）亲水性单体，制备亲水性强的PTFE微孔薄膜。由于胶体粒子带有大量正电荷，而PTFE膜在水溶液中表面呈负电位，因此两者间将发生较强的静电吸附。同时由于PTFE膜中存在大量微孔，增加了比表面积，进一步提高了其吸附强度和吸附量。PTFE薄膜可牢固吸附胶体；吸附后的薄膜与水的接触角明显降低。双向拉伸成型的PTFE微孔薄膜具有微原纤与结点相连的多微孔结构，吸附胶体后，薄膜表面微孔数量减少，原纤部分变粗。吸附胶体的PTFE薄膜上聚合AA，薄膜与水接触角进一步降低；AA与铁离子间可形成牢固的桥式配位；在薄膜表面聚合AA后，虽然微孔数量进一步降低，但仍保留部分孔隙，这为水的透过提供了通道。亲水改性后的PTFE复合膜的水通量在过滤50min后趋于稳定。采用吸附并聚合AA的方法显著提高了PTFE薄膜的水透过性能。