引言

聚四氟乙烯（PTFE）中空纖維膜因其卓越的化學(xué)穩(wěn)定性、耐溫性和抗污染性能，在化工、冶金、電鍍和印染等高難廢水處理領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。然而，由于其表面能低、疏水性強(qiáng)，導(dǎo)致其在水相過(guò)濾體系中的水潤(rùn)性和透水性較差，這在很大程度上限制了其應(yīng)用效果。為應(yīng)對(duì)此問(wèn)題，研究人員提出了多種改性方法，以期提升PTFE中空纖維膜的性能。本文將詳細(xì)探討PTFE中空纖維膜的材料特性、傳統(tǒng)制備工藝及最新的技術(shù)進(jìn)展。

PTFE中空纖維膜的材料特性

1. 化學(xué)穩(wěn)定性：PTFE具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠耐受強(qiáng)酸、強(qiáng)堿以及各種有機(jī)溶劑的腐蝕。這一特性使其在處理高難度工業(yè)廢水時(shí)表現(xiàn)出色。

2. 耐溫性：PTFE在廣泛的溫度范圍內(nèi)（-200℃至+260℃）保持性能穩(wěn)定，適用于高溫條件下的廢水處理。

3. 力學(xué)強(qiáng)度：PTFE中空纖維膜具有高強(qiáng)度、高模量的特點(diǎn)，能夠在高壓力操作環(huán)境下保持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

4. 表面特性：由于其低表面能和強(qiáng)疏水性，PTFE膜在水相體系中易受到污染，導(dǎo)致通量下降。

傳統(tǒng)制備工藝

1. 原料選擇：通常采用分散樹(shù)脂為原料，通過(guò)與潤(rùn)滑劑混合制備糊料。

2. 擠出成型：通過(guò)特定的模具進(jìn)行糊料擠出成型，形成中空纖維。

3. 拉伸和燒結(jié)：通過(guò)多段拉伸工藝使初生纖維細(xì)化，并在高溫下燒結(jié)使其具備理想的孔結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能。

最新技術(shù)進(jìn)展

1. 親水改性策略：傳統(tǒng)的表面涂覆、水溶性聚合物、多巴胺、親水交聯(lián)層等方法盡管在一定程度能提高PTFE膜的親水性，但存在易堵塞膜孔、脫落和失效等問(wèn)題。為此，浙江大學(xué)朱利平教授研究團(tuán)隊(duì)提出了一種創(chuàng)新的分子橋聯(lián)策略，通過(guò)原位沉積技術(shù)在PTFE中空纖維膜內(nèi)部復(fù)合TiO2/SiO2/Fe2O3無(wú)機(jī)納米涂層，顯著提升了膜材料的親水性和抗污染性能。

2. 分子橋聯(lián)策略的實(shí)施：研究團(tuán)隊(duì)采用PFSS全己基六己基硫代磷酰三胺作為橋聯(lián)分子，通過(guò)兩步液相沉積技術(shù)，將無(wú)機(jī)納米顆粒成功引入PTFE膜內(nèi)部孔道中。該策略不僅增強(qiáng)了膜材料的親水性和水通量，還在高溫、酸性、堿性條件下表現(xiàn)出優(yōu)異的長(zhǎng)效穩(wěn)定性。

3. 技術(shù)驗(yàn)證與應(yīng)用：經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用該技術(shù)制備的親水性PTFE中空纖維膜已成功應(yīng)用于模具拋光液處理、印染、垃圾滲濾液等高難度工業(yè)廢水處理中，顯示出強(qiáng)大的工程應(yīng)用潛力。

隨著工業(yè)廢水處理需求的不斷增長(zhǎng)，PTFE中空纖維膜憑借其卓越的化學(xué)和機(jī)械性能，成為解決復(fù)雜廢水處理挑戰(zhàn)的重要材料。通過(guò)分子橋聯(lián)策略等創(chuàng)新技術(shù)的引入，PTFE中空纖維膜的親水性得到了顯著改善，進(jìn)一步拓展了其應(yīng)用領(lǐng)域。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，PTFE中空纖維膜有望在更廣泛的工業(yè)廢水處理場(chǎng)景中發(fā)揮關(guān)鍵作用。