超滤膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种超滤膜，由包括具有式(I)或式(II)结构的聚合物和添加剂制备得到。本发明专利技术提供的超滤膜的制备方法，包括：具有式(I)或式(II)结构的聚合物与添加剂混合、反应、脱泡、制膜得到超滤膜。本发明专利技术提供的超滤膜由式(I)或式(II)结构的聚合物和添加剂制备得到，所述聚合物中含有叔胺基团，该基团的引入可以提高聚合物的亲水性，并且由该聚合物制备得到的膜通量高，抗污染性能良好，被污染后还易于清洗。实验结果表明，本发明专利技术制备得到的膜通量为486～960L/m2.h，12h内渗透通量的衰减率为34％以内。

【技术实现步骤摘要】
超滤膜及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，尤其是涉及一种超滤膜及其制备方法。
技术介绍
超滤膜，是一种孔径规格一致，额定孔径范围为1-20纳米的微孔过滤膜。在膜的一侧施以适当的压力，就能筛出小于孔径的溶质分子。通常超滤膜的截留分子量范围在1000-1000000，被广泛应用于水处理、化工过滤等领域。膜污染是指在膜过滤过程中，料液中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或物理沉积作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。膜污染最常见的表现就是造成膜的透过流量大幅降低。目前常见超滤膜有聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)等材质的。但是，这些材料制备的膜都存在亲水性差，易于被污染的问题。现有的超滤膜的亲水改性方法主要有共混亲水材料法、表面涂层法以及表面射线辐照接枝法。其中共混亲水材料法会随着膜的使用，膜中的亲水性材料会不断被洗出，使膜的亲水性逐渐降低，膜通量也下降；表面涂层法会导致膜的初始通量偏低的问题，另外，随着使用时间的延长，膜表面容易被冲掉，进而丧失抗污染性能；而表面射线辐照接枝法，加工工艺繁琐，加工设备复杂。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种超滤膜及其制备方法，本专利技术提供的超滤膜通量高，耐污染性良好。本专利技术提供了一种超滤膜，由包括具有式(I)或式(II)结构的聚合物和添加剂制备得到；其中，x、n为聚合度，1≤x≤20，1≤n≤10000；Ar0选自中的一种或两种；其中，m、n为聚合度，0≤m≤10000，1≤n≤10000；Ar1选自中的一种；Ar2选自中的一种；Ar3选自中的一种；R1、R2选自-H、中的一种。本专利技术提供了一种超滤膜的制备方法，包括：具有式(I)或式(II)结构的聚合物与添加剂混合、反应、脱泡、制膜得到超滤膜；其中，x、n为聚合度，1≤x≤20，1≤n≤10000；Ar0选自中的一种或两种；其中，m、n为聚合度，0≤m≤10000，1≤n≤10000；Ar1选自中的一种；Ar2选自中的一种；Ar3选自中的一种；R1、R2选自-H、中的一种。优选的，所述添加剂选自醇类、酮类、醚类、内酯类和溴代脂肪酸钠类中的一种或几种。优选的，所述醇类选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、正戊醇、1-丙醇、叔丁醇、2-丁醇、异丁醇、1-丁醇、叔戊醇、异戊醇、4-甲基-2-戊醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和聚乙二醇中的一种或几种。优选的，所述酮类选自丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、环己酮和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。优选的，所述醚类选自乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇甲醚、三乙二醇甲醚、四乙二醇甲醚、四氢呋喃和二氧六环中的一种或几种。优选的，所述内酯类选自丙磺酸内酯和丁磺酸内酯中的一种或几种；所述溴代脂肪酸钠类选自溴乙磺酸钠和溴乙酸钠中的一种或几种。优选的，所述脱泡为真空状态静置10～14h。优选的，所述制模方法选自非溶剂诱导相转化法、表面涂层法热致成型和非溶剂诱导双层相转化成型法中的一种。本专利技术提供了一种具有式(I)或式(II)结构的聚合物作为膜材料的应用。与现有技术相比，本专利技术提供了一种超滤膜，由包括具有式(I)或式(II)结构的聚合物和添加剂制备得到。本专利技术提供的超滤膜的制备方法，包括：具有式(I)或式(II)结构的聚合物与添加剂混合、反应、脱泡、制模得到超滤膜。本专利技术提供的超滤膜由式(I)或式(II)结构的聚合物和添加剂制备得到，所述聚合物中含有叔胺基团，该基团的引入可以提高聚合物的亲水性，并且由该聚合物制备得到的膜通量高，抗污染性能良好，被污染后还易于清洗。实验结果表明，本专利技术制备得到的膜通量为486～960L/m2.h，12h内渗透通量的衰减率为34％以内。具体实施方式本专利技术提供了一种超滤膜，由包括具有式(I)或式(II)结构的聚合物和添加剂制备得到；其中，x、n为聚合度，1≤x≤20，优选为1≤x≤10，更优选为1≤x≤5；1≤n≤10000；优选为10≤n≤8000，更优选为50≤n≤5000；Ar0选自中的一种或两种；在本专利技术中，上述聚合物包括但不限于以下结构：其中，m、n为聚合度，0≤m≤10000，优选为10≤m≤8000，更优选为50≤m≤5000；1≤n≤10000，优选为10≤n≤8000，更优选为50≤n≤5000；Ar1选自中的一种；Ar2选自中的一种；Ar3选自中的一种；R1、R2选自-H、中的一种。在本专利技术中，上述聚合物包括但不限于以下结构：在本专利技术中，对于上述聚合物的来源并不进行限定，可以为市售，可以按照公开的方法制备，优选按照CN101724153A、CN101704946A或CN101735447A公开的方法制备。在本专利技术中，所述添加剂优选选自醇类、酮类、醚类、内酯类和溴代脂肪酸钠类中的一种或几种；所述醇类优选选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、正戊醇、1-丙醇、叔丁醇、2-丁醇、异丁醇、1-丁醇、叔戊醇、异戊醇、4-甲基-2-戊醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和聚乙二醇中的一种或几种；更优选选自乙醇、异丙醇、正丁醇、正戊醇、1-丙醇、叔丁醇、、异丁醇、1-丁醇、叔戊醇、异戊醇、4-甲基-2-戊醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和聚乙二醇中的一种或几种所述酮类优选选自丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、环己酮和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种；所述醚类优选选自乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇甲醚、三乙二醇甲醚、四乙二醇甲醚、四氢呋喃和二氧六环醚中的一种或几种；所述内酯类优选选自丙磺酸内酯和丁磺酸内酯中的一种或几种；所述溴代脂肪酸钠类优选选自溴乙磺酸钠和溴乙酸钠中的一种或几种。在本专利技术中，上述添加剂的作用可以为调节所述铸膜液的热力学稳定性、粘度、与水的相容性等参数。具体的说，所述酮类、醇类和醚类可作为铸膜液热力学稳定性调节剂；所述内酯类和溴代脂肪酸钠类为聚合物亲水改性剂。实例反应如下：本专利技术通过特定的聚合物和特定的添加剂的选择可以使得制备得到的膜通量高，耐污染性等综合性能良好。本专利技术提供了一种超滤膜的制备方法，包括：具有式(I)或式(II)结构的聚合物与添加剂混合、反应、脱泡、制模得到超滤膜；其中，x、n为聚合度，1≤x≤20，优选为1≤x≤10，更优选为1≤x≤5；1≤n≤10000；优选为10≤n≤8000，更优选为50≤n≤5000；Ar0选自中的一种或两种；其中，m、n为聚合度，0≤m≤10000，优选为10≤m≤8000，更优选为50≤m≤5000；1≤n≤10000，优选为10≤n≤8000，更优选为50≤n≤5000；Ar1选自中的一种；Ar2选自中的一种；Ar3选自中的一种；R1、R2选自-H、中的一种。在本专利技术中，首先将聚合物和添加剂反应、溶解。所述反应温度优选为40℃～60℃，所述反应时间优选为4～7h。所述聚合物和添加剂的质量比优选为(1～3):1。在本专利技术中，所述添加剂优选选自醇类、酮类、醚类、内酯类和溴代脂肪酸钠类中的一种或几种；所述醇类优选选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、正戊醇、1-丙醇、叔丁醇、2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超滤膜，由包括具有式(I)或式(II)结构的聚合物和添加剂制备得到；其中，x、n为聚合度，1≤x≤20，1≤n≤10000；Ar0选自中的一种或两种；其中，m、n为聚合度，0≤m≤10000，1≤n≤10000；Ar1选自中的一种；Ar2选自中的一种；Ar3选自中的一种；R1、R2选自‑H、中的一种。

【技术特征摘要】
1.一种超滤膜，由包括具有式(I)或式(II)结构的聚合物和添加剂制备得到；其中，x、n为聚合度，1≤x≤20，1≤n≤10000；Ar0选自中的一种或两种；其中，m、n为聚合度，0≤m≤10000，1≤n≤10000；Ar1选自中的一种；Ar2选自中的一种；Ar3选自中的一种；R1、R2选自-H、中的一种；所述添加剂选自内酯类和溴代脂肪酸钠类中的一种或几种；所述内酯类选自丙磺酸内酯和丁磺酸内酯中的一种或几种；所述溴代脂肪酸钠类选自溴乙磺酸钠和溴乙酸钠中的一种或几种；所述聚合物和添加剂的质量比为(1～3):1。2.一种权利要求1所述的超滤膜的制备方法，包括：具有式(I)或式(II)结构的聚合物与添加剂混合、反应、脱泡、制膜得到超滤膜；其中，x、n为聚合度，1≤x≤20，1≤n≤10000；Ar0选自中的一种或两种；其中，m、n为聚合度，0≤m≤10000，1≤n≤10000；Ar1选自中的一种；Ar2选自中的一种；Ar3选自中的一种；R1、R2选自-H、中的一种。3.根据权利要求2所述的超滤膜的制备方法，其特征在于，所述添加剂选自醇类、酮类、醚类、内酯类和溴代脂肪酸钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：张奇峰，李胜海，张所波，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22