一种聚四氟乙烯纤维复合纸及其制备方法

    技术2026-08-15  9


    本发明属于复合材料领域,更具体地,涉及一种聚四氟乙烯纤维复合纸及其制备方法。


    背景技术:

    1、聚四氟乙烯(ptfe)微滤膜因其优异的化学稳定性和耐高温特性备受瞩目,广泛应用于废气处理、膜蒸馏、油水分离以及废水处理等领域。然而,由于ptfe材料具有强疏水性,与传统微滤膜(如聚砜微滤膜)相比,ptfe需要克服更高的渗透阻力。而目前,对于ptfe滤膜亲水性的改性方法主要由以下两种:

    2、1、等离子体改性:利用等离子体在表面产生化学反应,引入亲水基团,从而有效提高ptfe表面的亲水性。

    3、2、添加剂法:在ptfe制备过程中加入亲水性添加剂,如氟碳复合材料等。

    4、以上方法虽然能够对ptfe膜进行较好的改性处理,使其获得亲水性,但是,这些方法都存在一定的局限性,主要问题有:在提升其亲水性的同时,可能会对其力学性能、化学稳定性能等产生影响;不仅如此,某些改性方法可能会增加制备的成本和复杂程度,在工艺上难以做到平衡。


    技术实现思路

    1、针对现有技术的缺陷和改进需求,本发明提供了一种聚四氟乙烯纤维复合纸及其制备方法,旨在解决现有ptfe膜无法同时具备亲水效果和优秀的稳定性及化学性质的技术问题。

    2、为实现上述目的,第一方面,本发明提供了一种聚四氟乙烯纤维复合纸的制备方法,所述方法包括如下步骤:

    3、对聚四氟乙烯短切纤维打浆后与聚苯硫醚浆粕混合;

    4、将混合纤维倒入由双氧水、冰醋酸和硫酸混合而成的酸处理液中进行酸浸;

    5、通过湿法抄造和热处理将经过酸浸处理的混合纤维制成聚四氟乙烯/聚苯硫醚复合纸原纸;

    6、对所述原纸进行热压处理后,得到聚四氟乙烯纤维复合纸。

    7、进一步地,所述酸处理液是采用浓度为20-50%的双氧水和浓度为99%的冰醋酸以2:1-4:1的质量比进行调配后,再加入比重为10%-15%的浓硫酸进行混合得到。

    8、进一步地,所述酸浸处理过程为:在60-70℃的温度下通过使用所述酸处理液对混合纤维进行浸泡处理,处理时间为3-5小时。

    9、进一步地,所述通过湿法抄造和热处理将经过酸浸处理的混合纤维制成聚四氟乙烯/聚苯硫醚复合纸原纸,包括:

    10、将经过酸浸处理的混合纤维进行解离后倒入分散剂中搅拌均匀,得到聚四氟乙烯/聚苯硫醚混合浆液,再将所述混合浆液倒入纸页成型器上抄造成形得到湿的聚四氟乙烯/聚苯硫醚复合纸原纸,最后对所述湿的聚四氟乙烯/聚苯硫醚复合纸原纸进行热处理,制成聚四氟乙烯/聚苯硫醚复合纸原纸。

    11、进一步地,所述解离过程为:将经过酸浸处理的混合纤维分批次倒入纤维解离器中进行纤维解离,所述纤维解离器的解离参数为4000-5040r/min,解离时间为15-40min。

    12、进一步地,所述分散剂为聚氧化乙烯和阴离子型聚丙烯酰胺以质量比为2:1-6:1混合后,在磁力搅拌器中以400-600rpm搅拌2-6小时制得。

    13、进一步地,所述热处理过程为:将所述湿的聚四氟乙烯/聚苯硫醚复合纸原纸放入鼓风干燥箱中进行热处理,其中,热处理温度为60-70℃,热处理时间为2-8h。

    14、进一步地,所述热压处理是在辊压机中进行两段热压,其中,第一段热压温度为120-180℃,热压压力为0.1-0.2mpa,辊轴速度为0.15-0.2m/min,热压1-2次;第二段热压温度为270-300℃,热压压力为0.1mpa-0.3mpa,辊轴速度为0.3-0.5m/min,热压次数1-2次。

    15、进一步地,所述混合纤维是将打浆后的聚四氟乙烯短切纤维和聚苯硫醚浆粕以8:1-4:6的质量比混合制成。

    16、第二方面,本发明提供了一种聚四氟乙烯纤维复合纸,所述聚四氟乙烯纤维复合纸采用根据第一方面所述的一种聚四氟乙烯纤维复合纸的制备方法制备得到。

    17、总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案,能够取得以下有益效果:

    18、1、本发明首先选取聚苯硫醚浆粕与打浆后的聚四氟乙烯短切纤维混合,通过酸浸处理聚四氟乙烯/聚苯硫醚浆粕混合纤维,使得混合纤维表面能够附着亲水的基团,提高聚四氟乙烯和聚苯硫醚的亲水性,从而改善抄纸过程中的分散性和提高成纸的均匀度;然后,通过湿法抄造和热处理将经过酸浸处理的混合纤维制成聚四氟乙烯/聚苯硫醚复合纸原纸;最后,通过热压处理,使聚苯硫醚纤维微熔于聚四氟乙烯表面,能够保持复合纸的化学稳定性和力学性能。从而,本发明提供的聚四氟乙烯纤维复合纸的制备方法中,改性的方法简单方便,成本较低,使得聚四氟乙烯纤维复合纸具有良好且长效化的亲水性,并且不会对聚四氟乙烯纤维复合纸的结构产生破坏,能够很好地适用于工业化生产,在医疗卫生、过滤等领域具有十分重大的影响。

    19、2、本发明采用两段热压方式,第一段热压使聚苯硫醚纤维微融,自然涂覆在聚四氟乙烯纤维的表面,使得两者融合更加均匀,使纸张表面更加粗糙;第二段热压过程中,在更高的温度和压力作用下,基体树脂受热软化后熔融起到黏结和填充的作用,能够显著提升聚四氟乙烯/聚苯硫醚复合纸的综合性能。



    技术特征:

    1.一种聚四氟乙烯纤维复合纸的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

    2.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯纤维复合纸的制备方法,其特征在于,所述酸处理液是采用浓度为20-50%的双氧水和浓度为99%的冰醋酸以2:1-4:1的质量比进行调配后,再加入比重为10%-15%的浓硫酸进行混合得到。

    3.根据权利要求1或2所述的一种聚四氟乙烯纤维复合纸的制备方法,其特征在于,所述酸浸处理过程为:在60-70℃的温度下通过使用所述酸处理液对混合纤维进行浸泡处理,处理时间为3-5小时。

    4.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯纤维复合纸的制备方法,其特征在于,所述通过湿法抄造和热处理将经过酸浸处理的混合纤维制成聚四氟乙烯/聚苯硫醚复合纸原纸,包括:

    5.根据权利要求4所述的一种聚四氟乙烯纤维复合纸的制备方法,其特征在于,所述解离过程为:将经过酸浸处理的混合纤维分批次倒入纤维解离器中进行纤维解离,所述纤维解离器的解离参数为4000-5040r/min,解离时间为15-40min。

    6.根据权利要求4所述的一种聚四氟乙烯纤维复合纸的制备方法,其特征在于,所述分散剂为聚氧化乙烯和阴离子型聚丙烯酰胺以质量比为2:1-6:1混合后,在磁力搅拌器中以400-600rpm搅拌2-6小时制得。

    7.根据权利要求4所述的一种聚四氟乙烯纤维复合纸的制备方法,其特征在于,所述热处理过程为:将所述湿的聚四氟乙烯/聚苯硫醚复合纸原纸放入鼓风干燥箱中进行热处理,其中,热处理温度为60-70℃,热处理时间为2-8h。

    8.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯纤维复合纸的制备方法,其特征在于,所述热压处理是在辊压机中进行两段热压,其中,第一段热压温度为120-180℃,热压压力为0.1-0.2mpa,辊轴速度为0.15-0.2m/min,热压1-2次;第二段热压温度为270-300℃,热压压力为0.1mpa-0.3mpa,辊轴速度为0.3-0.5m/min,热压次数1-2次。

    9.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯纤维复合纸的制备方法,其特征在于,所述混合纤维是将打浆后的聚四氟乙烯短切纤维和聚苯硫醚浆粕以8:2-4:6的质量比混合制成。

    10.一种聚四氟乙烯纤维复合纸,其特征在于,所述聚四氟乙烯纤维复合纸采用根据权利要求1至9任一项所述的一种聚四氟乙烯纤维复合纸的制备方法制备得到。


    技术总结
    本发明公开了一种聚四氟乙烯纤维复合纸及其制备方法,属于复合材料领域。方法包括:对聚四氟乙烯短切纤维打浆后与聚苯硫醚浆粕混合;将混合纤维倒入由双氧水、冰醋酸和硫酸混合而成的酸处理液中进行酸浸;通过湿法抄造和热处理将经过酸浸处理的混合纤维制成聚四氟乙烯/聚苯硫醚复合纸原纸;对所述原纸进行热压处理后,得到聚四氟乙烯纤维复合纸。如此,本发明提供的聚四氟乙烯纤维复合纸的制备方法中,改性的方法简单方便,成本较低,使得聚四氟乙烯纤维复合纸具有良好且长效化的亲水性,并且不会对PTFE复合纸的结构产生破坏,能够很好地适用于工业化生产,在医疗卫生、过滤等领域具有十分重大的影响。

    技术研发人员:王罗新,郑文琦,张乾顺,王思腾,贾迎宾,王桦
    受保护的技术使用者:武汉纺织大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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