本发明属于膜材料，具体地，涉及高通量聚四氟乙烯滤膜及其制备方法。
背景技术：
1、聚四氟乙烯(ptfe)因化学稳定性好，能耐热、耐寒、耐燃、耐老化、耐化学腐蚀性且摩擦系数小、具有优良的电绝缘性和高低温适应性能等优点，成为粉尘过滤的理想选择，也被广泛应用于化工、电子、医药及尖端技术领域。
2、但是聚四氟乙烯滤膜表面能低、疏水性极强，在处理水相分离体系时，流体透过膜的传质驱动力高，本体阻力大，能耗大，水通量低，另外，疏水性膜表面极易吸附有机物和蛋白质等，产生浓差极化，使膜被污染，从而导致通量急剧下降，影响滤膜性能，导致滤膜的使用寿命大大降低。因此，未经改性的聚四氟乙烯滤膜只能用于防水透气等领域，限制了其在污水处理、医疗、卫生等工业领域的应用。
3、聚四氟乙烯滤膜的亲水化改性方法主要包括湿化学法、等离子体处理、高能辐射处理、表面涂覆等。湿化学法具有强烈的腐蚀性，可以破坏c-f键，表面形成亲水基团实现亲水改性，但会破坏膜结构，废液处理困难；等离子体和高能辐射处理都是对膜表面进行活化，形成亲水基团或者过氧基团，过氧基团可以进一步和亲水单体的进行反应，但这些方法改性都是基于膜表面的改性，对于膜孔无法实现改性，另外高能辐射对人体有害，等离子体处理存在设备昂贵等缺点。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了高通量聚四氟乙烯滤膜及其制备方法。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、高通量聚四氟乙烯滤膜的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)将无水乙醇清洗并干燥后的聚四氟乙烯膜浸泡于10-20wt％表面活性剂的乙醇溶液中3-9h，得到预处理膜；
5、(2)将单体、助剂和去离子水充分搅拌并混合均匀，得到反应液；随后将步骤(1)得到的预处理膜浸泡于反应液中，再加入引发剂，加入完毕后用氮气吹扫10min，随后在30-60℃反应0.2-1h，反应结束后冷却至室温，再用去离子水洗涤3-5次，最后于50℃真空干燥12h，制得高通量聚四氟乙烯滤膜。
6、进一步地，所述步骤(1)中聚四氟乙烯膜为聚四氟乙烯中空纤维膜、聚四氟乙烯平板膜中的一种。
7、进一步地，所述步骤(1)中聚四氟乙烯膜的膜孔径小于10微米。
8、进一步地，所述步骤(1)中表面活性剂为非离子表面活性剂。
9、进一步地，所述非离子表面活性剂为月桂酸聚氧乙烯酯、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。
10、进一步地，所述助剂通过以下步骤制备：
11、s1、将干燥的三口烧瓶用氮气鼓吹30min，以赶走瓶内的空气，随后将2,3-二羟基丙烯酸丙酯、dbu(1,8-二偶氮杂双螺环[5.4.0]十一-7-烯)和甲苯加入到上述烧瓶中，搅拌均匀后，再在氮气保护下缓慢加入二烯丙基胺，加入完毕后升温至60℃反应48h，反应结束后，减压蒸馏，柱层析提纯(洗脱液选用氯仿和乙醚的混合溶剂，氯仿和乙醚的体积比为9:1)，减压蒸馏，得到中间体1；2,3-二羟基丙烯酸丙酯、二烯丙基胺、dbu和甲苯的用量比为0.085mol:0.08mol:2.4ml:180ml；
12、在dbu的催化作用下，2,3-二羟基丙烯酸丙酯与二烯丙基胺发生迈克尔加成反应，反应过程如下所示：
13、
14、s2、氮气保护下向干燥的三口烧瓶中加入中间体1、吡啶和dmf(n,n-二甲基甲酰胺)，搅拌均匀后缓慢加入溴代十四烷，再升温至80℃，保温反应4h，反应结束后冷却至室温，减压蒸馏，柱层析提纯(洗脱剂选择苯和乙酸乙酯的混合溶剂，苯和乙酸乙酯的体积比为8:2)，减压蒸馏，得到助剂。中间体1、溴代十四烷、吡啶和dmf的用量比为0.07mol:0.076mol:8.5ml:180ml。
15、吡啶作为缚酸剂，中间体1的叔胺基和溴代十四烷的-br发生亲核取代反应，反应过程如下所示：
16、
17、本发明助剂中有含长碳链(14碳)的季铵盐抗菌结构，季铵盐具有良好的表面活性，能够与细菌的细胞膜表面结合并吸附在其表面。季铵盐分子中的正电荷能够与细菌细胞膜中的负电荷物质相吸引，从而破坏细菌细胞的膜结构，导致细菌死亡；季铵盐还能够扰乱细菌内部的酶系统，影响细菌的代谢和生长；季铵盐通过与蛋白质中的氯化物、醋酸和磷酸等阴离子结合，改变蛋白质结构，导致细菌细胞内蛋白质的变性和失活，破坏细菌的代谢和生长，最终导致细菌死亡；此外，季铵盐烷基链能插入并裂解细胞膜，使细胞内蛋白质、dna和rna等物质泄露从而使细菌死亡，当季铵盐烷基链中碳原子数在14时，季铵盐的抗菌性能最强。因此，本发明助剂具有优异的抗菌效果。
18、此外，助剂中还含有两个末端碳碳双键以及亲水性羟基，因此助剂和单体能够透过膜表面浸入膜孔内部，进而在引发剂的作用下，二者在聚四氟乙烯滤膜孔内和滤膜表面产生化学作用，形成交联网络状聚合物包覆聚四氟乙烯滤膜，这既使得滤膜具备优异稳定的抗菌性和亲水性，通量得到大大提升，又使得存在于交联网络中的助剂不易迁移和脱出，能稳定存在于聚四氟乙烯滤膜中，进而使得滤膜长期具备优异的抗菌效果、不易被污染，进而维持滤膜通量稳定，降低过滤阻力，同时滤膜的过滤精度始终保持在99.999％，使用寿命大大提升。
19、因此，本发明聚四氟乙烯滤膜具有优异稳定的抗菌性、亲水性和高通量。
20、进一步地，所述步骤(2)中单体为二丙烯酸二乙二醇酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。
21、进一步地，所述单体、助剂和引发剂的质量比为100:0.8-2:3-5。
22、进一步地，所述步骤(2)中单体的质量浓度为10-15％。
23、进一步地，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或几种。
24、本发明还公开有高通量聚四氟乙烯滤膜，该滤膜根据上述的高通量聚四氟乙烯滤膜的制备方法制备而成。
25、本发明的有益效果：含季铵盐抗菌结构的助剂和单体在引发剂的作用下，在聚四氟乙烯滤膜孔内和滤膜表面产生化学作用，形成交联网络状聚合物包覆聚四氟乙烯滤膜，这既使得滤膜具备优异稳定的抗菌性和亲水性，阻力降低，通量得到大大提升，又使得存在于交联网络中的助剂不易迁移和脱出，能稳定存在于滤膜中，进而使得滤膜长期具备优异的抗菌效果、不易被污染，滤膜的过滤精度能始终保持在99.999％，使用寿命大大提升。
1.高通量聚四氟乙烯滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高通量聚四氟乙烯滤膜的制备方法，其特征在于，步骤s1的2,3-二羟基丙烯酸丙酯、二烯丙基胺、dbu和甲苯的用量比为0.085mol:0.08mol:2.4ml:180ml；步骤s2的中间体1、溴代十四烷、吡啶和dmf的用量比为0.07mol:0.076mol:8.5ml:180ml。
3.根据权利要求1所述的高通量聚四氟乙烯滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中聚四氟乙烯膜为聚四氟乙烯中空纤维膜、聚四氟乙烯平板膜中的一种。
4.根据权利要求1所述的高通量聚四氟乙烯滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中聚四氟乙烯膜的膜孔径小于10微米。
5.根据权利要求1所述的高通量聚四氟乙烯滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中表面活性剂为非离子表面活性剂。
6.根据权利要求5所述的高通量聚四氟乙烯滤膜的制备方法，其特征在于，所述非离子表面活性剂为月桂酸聚氧乙烯酯、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的高通量聚四氟乙烯滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中单体为二丙烯酸二乙二醇酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的高通量聚四氟乙烯滤膜的制备方法，其特征在于，所述单体、助剂和引发剂的质量比为100:0.8-2:3-5；步骤(2)中单体的质量浓度为10-15％。
9.根据权利要求1所述的高通量聚四氟乙烯滤膜的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或几种。
10.高通量聚四氟乙烯滤膜，其特征在于，根据权利要求1-9任一所述的高通量聚四氟乙烯滤膜的制备方法制备而成。
