PTFE微滤膜

PTFE微滤膜1.ePTFE膜概述ePTFE（expandedPTFE）叫做聚四氟乙烯，具有非常优秀的化学稳定性，能耐受强酸强碱的腐蚀，同时又较宽的温度耐受性。因此PTFE与其他过滤材料相比，具有很大优势。但PTFE材料不溶不熔，即使加热到分解温度，也不会流动。所以加工性能很差。目前制备PTFE微孔膜的方法为双向拉伸法。干燥的PTFE细粉料与添加剂充分混合后，进入挤压机中，粉料受推挤压出PTFE条状物，然后在滚压机下压延成膜片。然后加热挥发去除添加剂，进行双向拉伸。由于拉伸作用，PTFE原纤结构发生分离，形成特殊的节点—裂隙组织（如下图）。微滤膜指的是孔径在0.1μm-10μm范围的高分子滤膜，能够截留气体或液体中固体颗粒和胶体微粒。国外从上世纪50年代开始研发双向拉伸PTFE膜，而我国从70年代投入研发生产。PTFE膜经过多面的发展，现已在化工、制药、半导体、环保、食品、饮料和酿酒等行业广泛应用。2.ePTFE微滤膜种类经双向拉伸的PTFE膜，厚度为8~180μm,一般常用的为10~60μm，微滤膜的孔径通常为0.1μm、0.22μm、0.45μm、1μm、3μm、5μm。PTFE膜具有天然的优秀疏水性，所以广泛用在膜蒸馏与包装透气行业。但是在液体过滤领域，疏水性会导致膜污染，并且需要较高的压力。所以很多企业与高校研究机构对PTFE膜进行亲水改性，降低表面张力，减少膜污染，提高膜的使用寿命，使水溶液更易透过。在一些特殊透气应用领域，如汽车透气、医疗透气，食品包装，传统的疏水ePTFE膜容易被润滑剂、表面活性剂、油脂等低表面能的液体所润湿透过，导致ePTFE膜失去透气保护功能。所以需要对PTFE进行疏油处理，通常利用表面能更低的氟甲基基团置于膜的表面，这类氟烷基材料本身无毒无害，所以有广泛的应用。双向拉伸PTFE膜质地比较软，机械强度低，在使用中经常和无纺布复合，达到增强的作用。主要复合方法为热复合与粘结剂复合，热复合方法是目前主流ePTFE双向拉伸膜ePTFE电镜图MembraneSolutions方法。因为前者在使用过程中，特别是水溶液过滤，溶出物含量低，复合强度高、稳定。常用的无纺布支撑为PP和PET，在透气领域，可以通过热焊接或超声波焊接的方法。3.ePTFE微滤膜的性能参数主要的基本参数有孔径、泡点、气通量、水通量、润湿性、厚度，孔隙率等，一般来说在相同孔隙率下，孔径的大小与气通量、水通量成正比。为了便于了解他们之间的关系，我这里附上国内某厂家的PTFE亲、疏水的性能参数表。规格.孔径(um)厚度(μm)水泡点(MPa)水流速(25℃,Δp=-0.07MPa)MSPTFE010NLX-A0.150-600.22-0.24(酒精)5-10MSPTFE022NLX-A0.220.45-0.5210-15MSPTFE045NLX-A0.450.24-0.325-35MSPTFE080NLX0.830-350.1-0.1485-100MSPTFE100NLX-A150-600.12-0.1580-90MSPTFE010LX0.1140-1900.22-0.24(酒精)8-15MSPTFE022LX0.220.4-0.518-28MSPTFE045LX0.450.2-0.2535-40MSPTFE100LX10.13-0.1860-80MSPTFE300LX30.06-0.07200-250MSPTFE500LX50.04-0.05350-400MSPTFE010LX-A0.1190-2500.22-0.24(酒精)5-10MSPTFE022LX-A0.220.45-0.5210-20MSPTFE045LX-A0.450.24-0.325-35MSPTFE100LX-A10.12-0.1560-80MSPTFE010ETLX0.1160-1700.22-0.24(酒精)10-15MSPTFE022ETLX0.220.4-0.515-25MSPTFE045ETLX0.450.2-0.2530-40MSPTFE100ETLX10.12-0.1560-80MSPTFE300ETLX30.06-0.07130-180MSPTFE500ETLX50.04-0.05250-300润湿性ePTFE疏水膜ePTFE亲水膜ePTFE疏油膜PTFE亲水膜参数表规格孔径(μm)厚度(μm)酒精泡点(MPa)酒精流速(25℃,Δp=-0.07MPa)(ml/min/cm2)MSPTFE010NBX0.150-600.20-0.2410-15MSPTFE022NBX0.220.14-0.1620-25MSPTFE045NBX0.450.08-0.1045-55MSPTFE100NBX120-300.04-0.06100-120MSPTFE300NBX30.03-0.04250-300MSPTFE500NBX50.02-0.03380-450MSPTFE010BX0.1140-1900.2-0.248-15MSPTFE022BX0.220.14-0.1715-25MSPTFE045BX0.450.07-0.135-50MSPTFE100BX10.04-0.0560-80MSPTFE300BX30.03-0.04180-250MSPTFE500BX50.02-0.03350-450MSPTFE010ETBX0.1160-1700.20-0.245-10MSPTFE022ETBX0.220.13-0.1515-20MSPTFE045ETBX0.450.07-0.0830-40MSPTFE100ETBX10.04-0.0550-70MSPTFE300ETBX30.03-0.04150-200MSPTFE500ETBX50.02-0.03300-350可以看出，经过双向拉伸的ePTFE膜经过亲水处理后，亲水性能得到很大的提高。没有处理的PTFE水接触角达到123°左右，而改性后达到14.7°。亲水改性后的PTFE膜大大增强了水溶液过滤领域的应用，当前亲水改性的方法主要PTFE改性后水接触角14.7°亲水、疏水PTFE膜润湿效果图PTFE疏水膜参数表有化学处理改性（钠-萘处理）、等离子体改性、等离子体接枝聚合改性、高能辐射改性、离子束注入改性。其中很多方法也只是停留在实验室阶段，还不能工业化应用。而且反应条件剧烈，会导致PTFE膜表面发生损坏，强度损失。目前只有少数企业及研究机构掌握了亲水改性技术，通过将磺酸基、羟基、羧基等亲水性基团与PTFE膜表面发生物理联系，达到亲水的目的。那PTFE疏油膜是怎么回事呢？与亲水膜类似，是在PTFE膜表面涂覆氟烷基，不同的是要进一步降低膜表面张力。前面提到，未经疏油改性的PTFE容易让油脂、酒精、清洗剂等低表面能的液体通过。改性后主要用在透气防护方面，但也会用在一些特殊的溶液过滤领域。4.结语利用膜对颗粒的截留和筛分作用进行分离的超微滤技术得到迅速发展，PTFE滤膜化学稳定性好，可用于多种苛刻条件下的过滤，如气固分离、液固分离等领域;利用PTFE材料的强疏水性。，孔径控制和亲水、疏油改性是关键加工技术。用于更加精细场合过滤是滤膜的发展方向之一，同时膜制造工艺的不断改进，PTFE滤膜有望得到进一步的应用。PTFE疏油膜PTFE疏油卷膜与圆片