一种亲水性聚醚砜超滤膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及膜技术领域，尤其是一种亲水性聚醚砜超滤膜及其制备方法；其组成包括：聚醚砜、聚乙烯醇、有机溶剂、致孔剂、交联剂A、交联剂B；制备方法：将聚醚砜和聚乙烯醇溶解于有机溶剂中，然后加入致孔剂，进行机械搅拌充分混合均匀，静置真空脱泡得澄清透明溶液；再将溶液置于无纺布上进行刮膜，在质量百分比为1％的硫酸的作用下，通过交联反应将交联剂A和交联剂B接枝到超滤膜表面，制得超滤膜，具有较好的抗污染性、亲水性、耐温性和较高的耐用性；其膜性能稳定、亲水层不易流失。

【技术实现步骤摘要】
一种亲水性聚醚砜超滤膜及其制备方法
本专利技术涉及膜
，尤其是一种亲水性聚醚砜超滤膜及其制备方法。
技术介绍
超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一，在60年代超滤装置就实现了工业化。被广泛用于电子、化工、医药、食品等行业的各种分离与纯化过程。但滤膜污染的问题仍显得比较突出，很多专家学者在解决滤膜污染的问题上做了大量的研究工作，认为增加膜表面的亲水性是提高膜抗污染性的一种非常有效的方法，其中包括利用亲水性好的材料直接制膜或对超滤膜表面进行亲水性改性。如专利号为CN201210247267.1《一种亲水性超滤膜的制备方法》通过在铸膜液中引入含Fe3+、Al3+等高价金属盐制备出有效改善并稳定超滤膜的亲水性能、解决现有技术中亲水添加剂易流失、分布不均匀的问题。而目前主要的亲水化改性方法包括表面涂覆、表面接枝和物理共混等。表面涂覆是将疏水膜的表面涂上一层亲水聚合物，然后进行热处理或化学处理使涂层固定，这种方法主要的缺陷是涂覆层不稳定，在高温下易于脱落。表面接枝是在一定的条件下，在疏水膜表面引入亲水基团，来改变疏水膜的表面性质，主要是表面化学反应可以使改性单体与超滤膜之间形成化学键，更具有实用价值。但是目前使用的超滤膜材料中往往缺乏用于进一步反应的活性基团，因此难以进行化学反应。物理共混主要是将亲水性物质与聚合物共混，通过在铸膜液中加入带有活性基团的高分子修饰物，并通过浸没沉淀法制备超滤膜，然后再对超滤膜表面进行修饰。为此，有大量的研究者从此角度出发，对滤膜做出了较大的探索和思考，进而获得了较多的技术方案。如专利号为CN201310539041.3的《新型水过滤用超滤膜》采用磺化聚醚砜，SO42-带负电荷等为材料制备出具有高效、净化率高等特点的超滤膜，在保证去除有害物质的同时，保留对人体所必须的矿物质，适合多种工业水源的大面积使用。又如专利号为CN200710037396.7的《亲水性低截留分子量复合超滤膜制备方法》采用聚砜或聚醚砜为膜材料，利用层层静电自组装技术在超滤膜基膜上组装聚电解质多层膜作为复合层，从而制备出表面荷电且电性可控、表层结构可控、对低分子量溶质有良好的截留性能、同时具有较好的抗污染性能的复合超滤膜。由此可见，在现有技术中的超滤膜及其制备方法的技术方案还难以满足多性能的需求，而仅仅是从单一方面去满足超滤膜的各项性能；为此，使得采用超滤膜过滤后，始终难以获得较为优良的水质，于是，本研究人员通过长期的努力与探索，为超滤膜及其制备领域提供了一种新思路。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供一种亲水性聚醚砜超滤膜及其制备方法，其具有耐用、性能稳定、亲水层不易流失等特征。具体是通过以下技术方案得以实现的：一种亲水性聚醚砜超滤膜，其特征在于：原材料质量份数分别为聚醚砜10-25份，聚乙烯醇0.05-2份，有机溶剂60-85份，致孔剂2-15份，交联剂A0.05-2份，交联剂B0.05-2份。所述的原料质量份数分别为聚醚砜15份，聚乙烯醇1份，有机溶剂70份，致孔剂11份，交联剂A1.5份，交联剂B1.5份。所述的有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亚砜(DMSO)的任一种。所述致孔剂为PEG400(聚乙二醇400)、PEG600(聚乙二醇600)、PEG1000(聚乙二醇1000)、PEG2000(聚乙二醇2000)、PEG6000(聚乙二醇6000)、PEG10000(聚乙二醇10000)、PVPK15(聚乙烯吡咯烷酮K15)、PVPK30(聚乙烯吡咯烷酮K30)、PVPK40(聚乙烯吡咯烷酮k40)、PVPK60(聚乙烯吡咯烷酮k60)、PVPK80(聚乙烯吡咯烷酮k80)、PVPk90(聚乙烯吡咯烷酮K90)和氯化锂(LiCl)的任一种。所述交联剂A为柠檬酸、草酸、苹果酸、酒石酸的任意一种。所述交联剂B为戊二醛。一种亲水性聚醚砜超滤膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚醚砜和聚乙烯醇按照上述质量份依次溶解于有机溶剂中，并采用搅拌器搅拌均匀后，加入上述质量份的致孔剂，并继续采用搅拌器搅拌混合均匀，静置12-24h后，对混合液进行真空脱泡，获得澄清透明溶液。(2)将步骤1)获得的澄清透明溶液置于无纺布上进行刮膜，再将其置于60-80℃水中反渗透处理10-20h。(3)将步骤2)获得的超滤膜初成品置于浓度为1％的硫酸中，依次向其中加入上述质量份的交联剂A和交联剂B，进而通过交联反应将交联剂A和交联剂B接枝到超滤膜初成品的表面，获得超滤膜半成品。(4)将步骤3)获得的超滤膜半成品置于50-70℃的水中反渗透处理1-5次后，每次反渗透水处理3-7min，即可制得超滤膜。所述的搅拌器搅拌为机械搅拌，并且其搅拌速度为80-100r/min。所述的真空脱泡的真空度为0.02-0.08MPa。所述的1％硫酸的量为与超滤膜初成品按照质量比为(1-2.3):(0.9-1.3)；所述的真空脱泡的时间为10-30min。上述所用的聚醚砜是一种种综合性能优异的热塑性高分子材料；它具有优良的耐热性能、物理机械性能、绝缘性能等，特别是具有可以在高温下连续使用和在温度急剧变化的环境中仍能保持性能稳定等突出优点。上述所述的聚乙烯醇是有机化合物，白色片状、絮状或粉末状固体、无味、溶于水、微溶于二甲基亚砜。上述所述的无纺布，是指非织造布，或叫不织布。是一种不需要纺纱织布而形成的织物，只是将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机撑列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成。上述所述的刮膜就是在某基础材料表面涂上一层物质。上述所述的交联反应，是指具有一定聚合度的线性高分子在交联剂的交联作用下进行交联反应，使得线性高分子相互连接形成具有一定交联密度的网络结构高分子。上述所述的反渗透，是指渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法，其孔径大约在5～10A。它已广泛用于各种液体的提纯与浓缩，其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中，用反渗透技术可将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的纯净水。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：①通过将聚醚砜和聚乙烯醇依次溶解于有机溶剂中，并采用搅拌器搅拌均匀后，加入致孔剂，并通过对混合液进行真空脱泡，获得澄清透明溶液，将该澄清透明溶液置于无纺布上进行刮膜，并在硫酸的作用下，将交联剂A和交联剂B进行交联反应，使得配制出来的膜具有较好的耐用性、性能稳定等特征。②通过对各原材料质量份数配量和制取超膜流程进行研究与探讨，得出了能够满足多性能需求的超膜，克服了从单一方面去满足超滤膜的各项性能，减少了对原材料的浪费，降低了膜技术的使用成本，提高了膜材料的使用性能，进一步完善了制膜领域的技术。③通过将致孔剂添加到聚醚砜和聚乙烯醇溶解的有机溶剂中，使得混合溶液迅速扩散形成孔状，进而改善了刮膜过程中混合溶液在无纺布上分布不均的情况，并通过添加质量百分比为1％硫酸进行交联反应，将交联剂A和交联剂B接枝到超滤膜表面，从而获得了具有抗污能力强、亲水层不易流失的超滤膜。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术进行具体描述。有必要在此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种亲水性聚醚砜超滤膜，其特征在于：原材料质量份数分别为聚醚砜10‑25份，聚乙烯醇0.05‑2份，有机溶剂60‑85份，致孔剂2‑15份，交联剂A0.05‑2份，交联剂B0.05‑2份。

【技术特征摘要】
1.一种亲水性聚醚砜超滤膜，其特征在于：原材料质量份数分别为聚醚砜10-25份，聚乙烯醇0.05-2份，有机溶剂60-85份，致孔剂2-15份，交联剂A0.05-2份，交联剂B0.05-2份；亲水性聚醚砜超滤膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚醚砜和聚乙烯醇按照上述质量份依次溶解于有机溶剂中，并采用搅拌器搅拌均匀后，加入上述质量份的致孔剂，并继续采用搅拌器搅拌混合均匀，静置12-24h后，对混合液进行真空脱泡，获得澄清透明溶液；(2)将步骤1)获得的澄清透明溶液置于无纺布上进行刮膜，再将其置于60-80℃水中反渗透处理10-20h；(3)将步骤2)获得的超滤膜初成品置于浓度为1％的硫酸中，依次向其中加入上述质量份的交联剂A和交联剂B，进而通过交联反应将交联剂A和交联剂B接枝到超滤膜初成品的表面，获得超滤膜半成品；(4)将步骤3)获得的超滤膜半成品置于50-70℃的水中反渗透处理1-5次后，每次反渗透水处理3-7min，即可制得超滤膜。2.如权利要求1所述的亲水性聚醚砜超滤膜，其特征在于：所述的原料质量份数分别为聚醚砜15份，聚乙烯醇1份，有机溶剂70份，致孔剂11份，交联剂A1.5份，交联剂B1.5份。3.如权利要求1或2所述的亲水性聚醚砜超滤膜，其特征在于：所述的有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁松苗，郭玉阳，蔡志奇，吴宗策，金焱，
申请(专利权)人：贵阳时代沃顿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52