聚四氟乙烯(PTFE)膜材一般采用壓延、車削和拉伸等方法加工，其中采用分散PTFE原料和拉伸法制備的膜材具備良好的微孔結構,才能用于過濾領域。拉伸法加工的PTFE濾膜分為平板膜、中空纖維膜和管式膜依據制品形狀和微孔結構PTFE濾膜可用于空氣和水凈化等領域。

1 聚四氟乙烯濾膜國內外發展狀況

1.1 PTFE平板膜

 PTFE平板膜起源于20世紀60年代的美國 DuPont，隨后美國Gore發明雙向拉伸技術加工出平板膜。繼美國之后日本自行研制出多層、多孔、半燒結的PTFE薄膜。我國于20世紀70年代開始研發拉伸法PTFE平板膜，21世紀初將產品推向市場目前大約有40家單位生產。根據微孔結構和化學特征PTFE平板膜可用于面料空氣除菌和除塵、水過濾等領域。

1.1.1 服裝用膜

美國Gore于20世紀70 年代率先將PTFE與聚氨酯(PU)的復合膜與織物黏合后作為防水透濕功能面料,目前成為戶外服裝、防護服及歐美軍隊重要裝備品之一。近年來GE為提高濕阻抗等級推出純PTFE復合面料。就防水、透氣、耐洗滌等綜合指標而言以美國Gore產品為,我國的PTFE膜以及后整理中的防油技術尚需進一步提高。

1.1.2 除塵用膜

PTFE平板膜用于空氣除塵是基于濾膜高的孔隙率和較低的微孔孔徑，從而賦予濾料較高的空氣通量，同時對空氣中懸浮顆粒進行截留,實現凈化空氣的目的。目前,國內生產的PTFE平板膜大都用干除塵領域但與美國Donaldson產品比較厚度偏薄(一般低于10μm,Donaldson的厚度為12-20μm),因此濾膜使用壽命低。

1.1.3 泡點膜

泡點膜需要精準控制泡點(即孔徑)、厚度、透氣量等指標，用于食品和醫藥領域的除菌。我國PTFE濾膜的加工工藝和設備是在服裝膜和除塵膜基礎上發展而來,因此尚未突破泡點膜加工技術，尤其是厚度在50-80μm之間的泡點膜均被美國 Donaldson和日本Sumitomo壟斷。

1. 1.4 水過濾膜

水過濾膜是在泡點膜的基礎上進行親水改性用于廢水凈化、食品和醫藥除菌等領域。目前 Sumitomo壟斷該產品我國在泡點膜加工和親水改性等技術需要重點研發。

1.2 中空纖維膜和管式膜

中空纖維膜和管式膜一般采用單向(縱向)拉伸而成?；赑TFE材料的高耐鹽性，美國Gore的管式膜在我國主要用于氯堿行業的鹽水精制上。日本Sumitomo除將PTFE中空纖維膜用于鹽水精制外還用于垃圾滲濾液電鍍等廢水的處理上。

2 PTFE濾膜關鍵加工技術

2.1孔徑控制技術

濾膜的孔徑決定過濾精度，因此孔徑控制至關重要?？讖娇刂仆緩娇偨Y如下:

1)制膜工藝無論是平板膜還是中空纖維膜均采用拉伸法加工。加工過程中的制膜工藝影響微孔結構，主要包括:拉伸速度、倍數和溫度,熱定型溫度和時間等。

2)平板膜的雙層共拉伸技術PTFE分散樹脂在強剪切力和高溫作用下發生原纖和結點相互糾纏的現象，進而發生黏結。利用此現象,發明了平板膜雙層共拉伸技術。黏結發生后,界面層的材料堆積密度顯著增加,提高了橫向拉伸(擴幅)過程中兩側夾持應力向中間的傳遞速度，從而提高了薄膜整體均勻性和降低了孔徑。

3）后整理技術,通過后整理PTFE乳液和 F46(聚四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)乳液也可降低濾膜孔徑。

4)平板膜包纏中空纖維膜技術,在微孔結構的控制上，雙向拉伸平板膜較單向拉伸的中空纖維膜容易控制?；诖巳毡維umitomo開發了一種平板膜包纏中空纖維膜的孔徑控制技術,它是將 PTFE平板膜分切成4-6mm寬的窄帶,然后,螺旋式包纏在中空纖維膜的表面(見圖1),再經過高溫處理發生黏結。

2.2 親水技術

PTFE濾膜用于液固分離，持久親水性是關鍵，但PTFE中氟原子極化率低和原子排列緊密的結構特征,使之親水改性困難。從文獻來看,接枝親水性單體是PTFE親水改性最常用的方法，親水性單體一般是含磺酸鵝基羥基等親水基團的乙烯基單體;最常用的引發方式是輻照,包括等離子體、輝光放電、離子等表面輻照以及γ射線、電子束等。但這類方法多停留在實驗室階段。

本課題組發展了一種濾膜后整理技術,親水劑為雙組分其中一組分含磺酸基、羧基、羥基等親水基團的預聚體，另一組分含反應性基團,將2個組分共混后整理在PTFE濾膜表面,利用“藤纏樹”機制將親水材料包覆在原纖和結點表面(見圖2),從而賦予濾膜持久親水性。

 3 PTFE濾膜應用的最新進展

利用膜對顆粒的截留和篩分作用進行分離的超微濾技術得到迅速發展，PTFE濾膜化學穩定性好，可用于多種苛刻條件下的過濾，如氣固分離、液固分離等領域;利用PTFE材料的強疏水性，可用于膜蒸餾領域。

將PTFE中空纖維膜用于新風系統是最新進展。與平板膜比較,中空纖維膜具有占地少的特點:與傳統的空氣凈化濾材(如HEPA、濾紙等)相比，PTFE中空纖維膜具有孔徑精準控制可水沖洗循環使用的優勢。測試結果表明，經過濾后的空氣，PM2.5含量為0.9μg/m3,指標遠低于GB/T3095-2012《環境空氣質量標準》(2016年1月1日實施)中規定的一類區年平均15μg/m3、24h平均35μg/m3的濃度限值。

膜蒸餾是一種以疏水微孔膜兩側蒸汽壓力差為傳質驅動力的膜分離技術,對無機鹽、大分子等不揮發性組分的載留率接近,并日可以外理高濃席鹽水。在膜蒸餾中，疏水性微孔膜材料的選擇是關鍵。PTFE中空纖維膜表面水接觸角高達130°,并且具有裝填密度高占地面積小、運行費用低等優點，是膜蒸餾的理想材料。目前,基于PTFE中空纖維膜的膜蒸餾技術已在海水、海水反滲透濃水、垃圾滲濾液反滲透濃水等方面展開研究。

綜上所述PTFE濾膜廣泛用于空氣和水凈化等領域,孔徑控制和親水改性是關鍵加工技術。用于更加精細場合過濾是濾膜的發展方向之一;隨著廢水排放標準的提高以及膜蒸餾和吸收等膜過程技術的進步 PTFE濾膜有望得到進一步的應用。