【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及膜分离，更具体的说是涉及一种非对称upe滤膜及其制备工艺。
技术介绍
1、聚合物滤膜，是一种以有机高分子聚合物为原料制成的薄膜，主要起到过滤分离杂质的作用。根据高分子聚合物的不同，聚合物滤膜可分为纤维素类聚合物滤膜，聚酰胺类聚合物滤膜，聚砜类聚合物滤膜、聚酯类聚合物滤膜、聚烯烃类聚合物滤膜等。
2、其中，聚烯烃类聚合物多孔膜，特别是upe滤膜，由于其不含氟(欧洲、美国等已陆续提出了对全氟/多氟烷基物质禁用)，且具有优异的耐低温、耐化学腐蚀、耐冲击、耐磨损性以及耐γ射线照射等优点，使其在较为复杂的半导体、电池、生物制药等领域均发挥着非常重要的作用。
3、例如，cn113694745a(杭州泷泽过滤器材有限公司)的中国专利技术专利申请文件中公开了一种高比表面积的upe多孔膜及其制备方法与用途，该upe多孔膜是对称膜，其厚度为1-30μm(优选为5-20μm)，第一多孔外表面、第二多孔外表面的孔径均为1-150nm，该upe多孔膜的比表面积不低于35m2/g，较高的比表面积使得滤膜与待过滤的料液有更多的接触机会，在相对较高的比表面积与相对较为理想的孔径作用下，该薄膜化的upe膜具备较高的截留能力。同时，由于该过滤膜是一种对称膜，使得该膜在实际使用时，任意一个外表面均可以作为第一表面，使得该膜的组装等相关工艺更加简单。
4、上述upe多孔膜具备较高的截留效率，且具备较低的组装难度，然而，上述滤膜仍存在一定的不足。首先，该upe多孔膜是一种对称膜，为了确保滤膜的截留能力，其膜孔结构的尺寸不
5、综上所述，如何制备一种兼得高截留能力、高通量和高载量的upe滤膜，是本领域技术人员亟需解决的。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种非对称upe滤膜及其制备工艺，该滤膜兼得高载量、高通量和高截留能力，特别适合用于液体除菌或气体除菌领域。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
2、第一方面，本申请提供一种非对称upe滤膜，采用如下的技术方案：
3、一种非对称upe滤膜，包括多孔主体，所述多孔主体内具有非定向曲折通路，所述多孔主体具有供流体流入的第一表面和供流体流出的第二表面，所述upe滤膜的pmi平均孔径为0.08-0.7μm；沿所述多孔主体的厚度方向，所述多孔主体包括疏松区和致密区，所述疏松区和所述致密区连续过度，所述疏松区的一侧表面为所述第一表面，所述致密区的一侧表面为所述第二表面，所述疏松区的平均孔径大于所述致密区的平均孔径，所述多孔主体的厚度为60-140μm，所述多孔主体中致密区的厚度占比不高于15％。
4、通过采用上述技术方案，本申请的upe滤膜的主体内具有非定向曲折通路，该非定向曲折通路是指无规取向的沟槽结构和/或离散分布的孔洞结构，且各非定向曲折通路相互贯通。本申请中的滤膜具有非对称的膜结构，沿其厚度方向，可以依次看到疏松区和致密区，二者连续过渡，“连续”是指基本上所有的实体部分呈整体地相互连接，如一体形成，而无需使用另外的粘合剂等使其相互连接，除非通过外力撕裂，否则网络状的纤维之间不能够相互分离。本申请的滤膜的pmi平均孔径为0.08-0.7μm，在合适的pmi平均孔径与非定向曲折通路的协同作用下，确保了本申请的upe滤膜的截留性能，特别是对细菌具有较好的滤除效果。
5、本申请提供一种“非对称”的upe滤膜，其中，“非对称”具体是指在upe滤膜的膜孔结构随孔深度而变化，其两侧表面及其附近的多孔主体的结构不同，即，两侧表面及其附近的多孔主体形成了不同尺寸的孔隙结构。其中，第一表面及其附近的多孔主体形成了本申请滤膜致密度相对较低的疏松区(疏松区的致密度具体是指疏松区实体部分的体积与疏松区整体的体积之比)，第二表面及其附近的多孔主体形成了本申请滤膜致密度相对较高的致密区。如图1，本申请中，滤膜致密区、疏松区可以通过以下方式进行区分，通过扫描电子显微镜对滤膜的截面进行表征(图1中放大倍数为500倍，当然也可以选用更大或更小的放大倍数，以能够清晰分辨滤膜截面整体结构为准)，获得相应的sem图，沿滤膜厚度方向，能明显观测到孔结构的区域，认为该区域是滤膜sem图中相对“疏松”的部分，该区域为本申请滤膜的疏松区，反之，沿滤膜厚度方向，无法明显观测到孔结构的区域为本申请滤膜的致密区。
6、一般认为，大厚度占比的疏松区的滤膜，其第一表面及其附近的多孔主体的承压能力相对不足，在高压状态下，其第一表面及其附近的多孔主体往往一定程度上会形变坍缩，从而影响膜的使用性能(包括滤膜的通量、载量和截留性能)，因此，滤膜具备大厚度占比的疏松区往往是被舍弃的技术手段。然而，本申请的专利技术人们发现，疏松区大厚度占比(致密区小厚度占比)的滤膜的使用性能并没有降低，特别是在某些工况下，滤膜使用性能反而显著提升，这是十分意外的。
7、这可能是因为，首先，本申请的滤膜具备相对较厚的厚度(60-140μm)，这保证了本申请的滤膜本身具备较为良好的自支撑性能(具备较为良好的耐压性能)，即使面对相对高压的工况，本申请的滤膜的整体(特别是第一表面及其附近多孔主体)的形变量相对有限。其次，本申请的滤膜致密区的厚度占所述多孔主体的厚度的占比不高于15％，即，沿滤膜厚度方向，疏松区的厚度占滤膜总厚度的至少85％以上，大厚度且致密度较低的疏松区一方面大幅度降低了滤膜整体对于物料(包括液体物料、和气体物料)的阻力，且保证了滤膜第一表面及附近的多孔主体具有相对充裕的供料液进入的有效流道面积，二者共同作用下，显著提升了滤膜的通量；另一方面，保证了第一表面及附近的多孔主体具备相对充裕的纳污空间，能够预截留和容纳料液中的大颗粒杂质，大大降低了大颗粒杂质堵塞膜孔结构的可能，即显著提升了滤膜的载量。虽然疏松区的孔径相对较大，但是大厚度的疏松区，通过膜孔和膜孔在膜厚度方向上的不断层叠，使得疏松区具有的截留效果将小于其实际的孔结构的尺寸，即大厚度且致密度较低的疏松区起到了一部分预截留的作用，进一步的，随着疏松区的不断截留(包括对细菌的预截留和对大颗粒杂质的截留)，疏松区的孔径不断减小，疏松区对于细菌的截留能力进一步提高，即，虽然本申请的致密区的厚度相对较小，但是大厚度且致密度较低的疏松区上弥补了本申请滤膜截留能力的损失，保证最终的滤膜对细菌截留能力仍旧满足实际需求。即，本申请滤膜具备适宜的厚度，首先保证了本申请滤膜在实际使用中具有相对较高的耐压性能，保证了滤膜整体膜孔结构的完整性，与此同时，本申请滤膜具备适宜的疏松区、致密区的厚度占比，在与适宜厚度的协同作用下，虽然滤膜厚度相对较厚，但是滤膜整体对于流体的阻力仍旧相对较小，滤膜整体的通量仍旧相对较高，且大厚度的疏松区保证了滤膜整体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非对称UPE滤膜，包括多孔主体，所述多孔主体内具有非定向曲折通路，所述多孔主体具有供流体流入的第一表面和供流体流出的第二表面，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种非对称UPE滤膜，其特征在于，所述多孔主体的完全出泡点为0.16-0.24MPa，所述多孔主体的孔隙率为60-85％。
3.根据权利要求1所述的一种非对称UPE滤膜，其特征在于，所述多孔主体的起泡点为0.14-0.20MPa，所述多孔主体的起泡点与所述多孔主体的完全出泡点之比为0.7-0.9。
4.根据权利要求1所述的一种非对称UPE滤膜，其特征在于，所述多孔主体的克重为0.035-0.055g/φ47mm。
5.根据权利要求1所述的一种非对称UPE滤膜，其特征在于，所述多孔主体的过滤系数T为4-14，过滤系数T通过如下方式获得：T＝a×b，其中，a为致密区的厚度，b为多孔主体的起泡点与所述多孔主体的完全出泡点之比。
6.根据权利要求1所述的一种非对称UPE滤膜，其特征在于，
7.根据权利要求5所述的一种非对称UPE滤膜，其特征在于，所
8.根据权利要求5所述的一种非对称UPE滤膜，其特征在于，所述第一大孔区的厚度与所述第二大孔区的厚度之比为1.2-2。
9.根据权利要求5所述的一种非对称UPE滤膜，其特征在于，所述第一大孔区截面的孔洞面积率为50-70％。
10.根据权利要求1所述的一种非对称UPE滤膜，其特征在于，所述多孔主体还包括中孔区，所述中孔区一侧的表面为所述第一表面；
11.一种如权利要求1-10任一所述的UPE滤膜的制备工艺，其特征在于，包括以下工艺步骤：
12.根据权利要求11所述的一种非对称UPE滤膜的制备工艺，其特征在于，所述步骤S3中，液膜的温度与环境温度的温差T0为150-200℃，液膜的厚度h为100-240μm。
13.根据权利要求12所述的一种非对称UPE滤膜的制备工艺，其特征在于，所述液膜的分相系数D为0.5-1.5℃/μm，其中，分相系数D通过如下方式获得：D＝T0/h。
14.根据权利要求11所述的一种非对称UPE滤膜的制备工艺，其特征在于：在步骤S4中，对萃取过程中的生膜进行加压处理，加压倍数为1.2-2倍。
15.根据权利要求11所述的一种非对称UPE滤膜的制备工艺，其特征在于：所述聚乙烯树脂为质均分子量为400万以上的超高分子量聚乙烯；所述化合物A为石蜡油、白油、液压油、十氢化萘、蓖麻油提取物、蓖麻油中的至少一种；所述化合物B为邻苯二甲酸二甲酯、已二酸二辛酯、乙二醇二醋酸酯、碳酸二甲酯、棕榈油、三醋酸甘油酯中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种非对称upe滤膜，包括多孔主体，所述多孔主体内具有非定向曲折通路，所述多孔主体具有供流体流入的第一表面和供流体流出的第二表面，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种非对称upe滤膜，其特征在于，所述多孔主体的完全出泡点为0.16-0.24mpa，所述多孔主体的孔隙率为60-85％。
3.根据权利要求1所述的一种非对称upe滤膜，其特征在于，所述多孔主体的起泡点为0.14-0.20mpa，所述多孔主体的起泡点与所述多孔主体的完全出泡点之比为0.7-0.9。
4.根据权利要求1所述的一种非对称upe滤膜，其特征在于，所述多孔主体的克重为0.035-0.055g/φ47mm。
5.根据权利要求1所述的一种非对称upe滤膜，其特征在于，所述多孔主体的过滤系数t为4-14，过滤系数t通过如下方式获得：t＝a×b，其中，a为致密区的厚度，b为多孔主体的起泡点与所述多孔主体的完全出泡点之比。
6.根据权利要求1所述的一种非对称upe滤膜，其特征在于，
7.根据权利要求5所述的一种非对称upe滤膜，其特征在于，所述第一大孔区占所述多孔主体的厚度的占比为15-40％。
8.根据权利要求5所述的一种非对称upe滤膜，其特征在于，所述第一大孔区的厚度与所述第二大孔区的厚度之比为1.2-2。
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【专利技术属性】
技术研发人员：贾建东，陈梦泽，
申请(专利权)人：杭州科百特过滤器材有限公司，
类型：发明
国别省市：
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