ePTFE 膜(防水透氣膜）概述

ePTFE（expanded PTFE）叫做聚四氟乙烯俗稱(防水透氣膜），具有非常好的化學(xué)穩(wěn)定性，能耐受強(qiáng)酸強(qiáng)堿的腐蝕，同時(shí)又較寬的溫度耐受性。因此 PTFE 與其他過濾材料相比，具有很大優(yōu)勢。但 PTFE 材料不熔，即使加熱到分解溫度，也不會流動。所以加工性能很差。目前制備 PTFE 微孔膜的方法為雙向拉伸法。干燥的 PTFE 細(xì)粉料與添加劑充分混合后，進(jìn)入擠壓機(jī)中，粉料受推擠壓出 PTFE 條狀物，然后在滾壓機(jī)下壓延成膜片。然后加熱揮發(fā)去除添加劑，進(jìn)行雙向拉伸。由于拉伸作用，PTFE 原纖結(jié)構(gòu)發(fā)生分離，形成特殊的節(jié)點(diǎn)—裂隙組織。微濾膜指的是孔徑在 0.1μm-10μm 范圍的高分子濾膜，能夠截留氣體或液體中固體顆粒和膠體微粒。國外從上世紀(jì) 50 年代開始研發(fā)雙向拉伸 PTFE 膜，而我國從 70 年代投入研發(fā)生產(chǎn)。PTFE 膜經(jīng)過多面的發(fā)展，現(xiàn)已在化工、制藥、半導(dǎo)體、環(huán)保、食品、飲料和釀酒等行業(yè)廣泛應(yīng)用。

ePTFE 微濾膜種類

經(jīng)雙向拉伸的 PTFE 膜，厚度為 8~180μm,一般常用的為 10~60μm，微濾膜的孔徑通常為 0.1μm、0.22μm、0.45μm、1μm、3μm、5μm。PTFE 膜具有天然的疏水性，所以廣泛用在膜蒸餾與包裝透氣行業(yè)。但是在液體過濾領(lǐng)域，疏水性會導(dǎo)致膜污染，并且需要較高的壓力。所以很多企業(yè)與高校研究機(jī)構(gòu)對 PTFE 膜進(jìn)行親水改性，降低表面張力，減少膜污染，提高膜的使用壽命，使水溶液更易透過。在一些特殊透氣應(yīng)用領(lǐng)域，如汽車透氣、醫(yī)療透氣，食品包裝，傳統(tǒng)的疏水 ePTFE 膜容易被潤滑劑、表面活性劑、油脂等低表面能的液體所潤濕透過，導(dǎo)致 ePTFE 膜失去透氣保護(hù)功能。所以需要對 PTFE 進(jìn)行疏油處理，通常利用表面能更低的氟甲基基團(tuán)置于膜的表面，這類氟烷基材料本身無毒無害，所以有廣泛的應(yīng)用。

雙向拉伸 PTFE 膜質(zhì)地比較軟，機(jī)械強(qiáng)度低，在使用中經(jīng)常和無紡布復(fù)合，達(dá)到增強(qiáng)的作用。主要復(fù)合方法為熱復(fù)合與粘結(jié)劑復(fù)合，熱復(fù)合方法是目前主流方法。因?yàn)榍罢咴谑褂眠^程中，特別是水溶液過濾，溶出物含量低，復(fù)合強(qiáng)度高、穩(wěn)定。常用的無紡布支撐為 PP 和 PET，在透氣領(lǐng)域，可以通過熱焊接或超聲波焊接的方法。親水改性后的 PTFE 膜大大增強(qiáng)了水溶液過濾領(lǐng)域的應(yīng)用，當(dāng)前親水改性的方法主要有化學(xué)處理改性（鈉-萘處理）、等離子體改性、等離子體接枝聚合改性、高能輻射改性、離子束注入改性。其中很多方法也只是停留在實(shí)驗(yàn)室階段，還不能工業(yè)化應(yīng)用。而且反應(yīng)條件劇烈，會導(dǎo)致 PTFE 膜表面發(fā)生損壞，強(qiáng)度損失。目前只有少數(shù)企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)掌握了親水改性技術(shù)，通過將磺酸基、羥基、羧基等親水性基團(tuán)與 PTFE 膜表面發(fā)生物理聯(lián)系，達(dá)到親水的目的。

那 PTFE 疏油膜是怎么回事呢？與親水膜類似，是在 PTFE 膜表面涂覆氟烷基，不同的是要進(jìn)一步降低膜表面張力。前面提到，未經(jīng)疏油改性的 PTFE 容易讓油脂、酒精、清洗劑等低表面能的液體通過。改性后主要用在透氣防護(hù)方面，但也會用在一些特殊的溶液過濾領(lǐng)域。

利用膜對顆粒的截留和篩分作用進(jìn)行分離的超微濾技術(shù)取得迅速發(fā)展， 防水透氣閥廠家的PTFE濾膜化學(xué)穩(wěn)定性好，可用于多種苛刻條件下的過濾，如氣固分離、液固分離等領(lǐng)域;利用 PTFE 材料的強(qiáng)疏水性。孔徑控制和親水、疏油改性是關(guān)鍵加工技術(shù)。用于更加精細(xì)場合過濾是濾膜的發(fā)展方向之一，同時(shí)膜制造工藝的不斷改進(jìn)，PTFE 濾膜有望取得進(jìn)一步的應(yīng)用。