接枝两性离子提高聚酰亚胺膜抗污染性能的方法及产品技术

本发明专利技术公开了一种提高聚酰亚胺膜抗污染性能的方法及产品，属于聚酰亚胺膜的改性领域。本发明专利技术包括如下步骤：将聚酰亚胺膜浸渍在二胺溶液中0.1h～24h，之后取出洗净；将洗净的聚酰亚胺膜浸渍在酸性溶液中1h～48h，之后取出洗净。本发明专利技术利用了两性离子具有良好的亲水性的特点，成功地将两性离子接枝到聚酰亚胺膜的表面，赋予聚酰亚胺膜较高的亲水性能，明显提高了膜的亲水性，进而提高抗污染性能，并能减少微生物吸附和抑制生物膜的形成，可稳定可靠地提高其抗污染能力。本发明专利技术制备过程简单，易于操作，便于工业化应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于聚酰亚胺膜的改性领域，更具体地，涉及一种提高聚酰亚胺膜的抗污染性能的方法及产品。
技术介绍
水资源短缺是全球共同面临的问题。以膜为基础的水处理过程是一种有较好应用前景的处理技术，具有高效，可靠，环境友好，低能耗等优点。水处理过程中，膜污染是影响和制约膜技术快速发展和高效，广泛应用的关键性问题。膜污染由膜拦截的无机物、有机物、微生物或者它们的混合体在膜表面或者孔内部堆积、吸附而成，通常造成膜通量降低，渗透质量变差，膜寿命缩短等。膜污染难以避免，但是可以通过技术手段降低。通过膜表面改性来降低膜污染是一种非常有效且常用的途径。聚酰亚胺膜具有优异的机械性能、热稳定性能、耐溶剂性能等，是一种优异的膜材料，被广泛的应用于渗透汽化、气体分离、纳滤等过程。聚酰亚胺膜同样面临着膜污染的问题。聚酰亚胺膜的污染主要由颗粒堆积，微生物吸附等原因造成的。一般来说，光滑、电中性、亲水的膜表面具有较好的抗污染性能。膜表面接枝聚乙二醇相关的材料是提高膜抗污染能力的有效的途径，聚乙二醇具有氢键、静电排斥和电中性，具有较好的亲水性。但是，聚乙二醇的水合作用的键容易被氧化，裂解，亲水性受到破坏，抗污染能力下降。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种提高聚酰亚胺膜的抗污染性能的方法及产品，其目的在于，提供一种工艺简单、易于工业化应用的提高聚酰亚胺膜抗污染性能的方法，以该方法处理的聚酰亚胺膜，具有长期、稳定、可靠的抗污染性能。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种提高聚酰亚胺膜抗污染性能的方法，包括如下步骤：S1:将聚酰亚胺膜室温下浸渍在含二胺溶液中0.1h～24h后，取出洗净未反应的二胺溶液；S2:将洗净的聚酰亚胺膜，在30℃～100℃温度范围内，浸渍于酸性溶液中1h～48h后，取出洗净，去除未反应的酸性溶液。优选地，在步骤S1中，所述含二胺溶液为任一种或两种及以上含多胺溶液的组合，包括N-二乙基乙二胺、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、盐酸乙二胺、N,N′-二苯基乙二胺、N-Boc-乙二胺盐酸盐、N-(2-羟乙基)乙二胺、N-苄基乙二胺、二氰二胺、环己二胺二乙酸、四乙酰乙二胺、N-乙酰乙二胺、苯二胺。优选地，在步骤S2中，所述酸性溶液为磺酸、羧酸、磷酸中的一种或者多种的组合。优选地，在步骤S1中，所述含二胺溶液为N,N-二乙基乙二胺溶液，浓度为0.05wt％～8.0wt％。优选地，在步骤S2中，所述酸性溶液为为1,3-丙烷磺酸内酯溶液。优选地，在步骤S2中，所述浸渍温度为50℃。优选地，所述聚酰亚胺膜包括材质为聚酰亚胺成分的微滤膜、超滤膜、纳滤膜以及含酰亚胺结构的微滤膜、超滤膜或纳滤膜；膜可以是纯的聚酰亚胺膜，也可以是聚酰亚胺跟其他的材料共混的混合膜。优选地，所述酸性溶液的浓度为0.01wt％～6wt％。浓度大反应比较充分，所需反应时间比较短，但是浓度太大，会对膜本身引起破坏；浓度小，所需反应时间长一些；酸性溶液更优选浓度为0.2wt％。优选地，所述聚酰亚胺膜的制膜液浓度为7％～26％，聚酰亚胺膜制膜液更优选浓度为16％。所述聚酰亚胺膜膜可以是纯的聚酰亚胺膜，也可以是聚酰亚胺跟其他的材料共混的混合膜。相应地，本专利技术提出一种聚酰亚胺膜，其基于前述方法制备而成。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案能够取得下列有益效果：1、本专利技术利用酰亚胺结构，先与胺基发生亲核取代反应接枝二胺，再通过1,3-丙烷磺酸内酯开环反应使1,3-丙烷磺酸内酯与胺基反应生成两性离子，从而成功的将两性离子接枝到聚酰亚胺膜的表面，赋予聚酰亚胺膜较高的亲水性能，稳定可靠地提高其抗污染能力。2、本专利技术方法制备过程简单，易于操作，便于工业化应用。附图说明图1是为对比例1，对比例2以及实施例3的膜的静态水接触角结果对比图；图2是膜浸泡大肠杆菌悬浮液后表面细菌状况图；图3是抗污染过滤实验测试结果。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。实施例1本实施例中提高聚酰亚胺膜抗污染性能的方法中包括如下步骤：S1：将型号为的聚酰亚胺膜浸渍在含二胺溶液中30min，之后取出洗净，除去未反应的二胺溶液，所述的二胺溶液为N,N-二乙基乙二胺，浓度为0.5wt％。聚酰亚胺膜为聚酰亚胺微滤膜，孔径为0.01μm～1μm。聚酰亚胺膜的制膜液浓度为16％。浸渍完成后，取出用清水冲洗干净。S2将步骤S1中经洗净的聚酰亚胺膜浸渍在浓度为0.2wt％的1,3-丙烷磺酸内酯溶液中24h，温度为50℃之后取出洗净，得到改性的膜。实施例2本实施例中提高聚酰亚胺膜抗污染性能的方法中包括如下步骤：S1：将型号为的聚酰亚胺膜，浸渍在二胺溶液中60min，之后取出洗净未反应的二胺溶液，二胺溶液为N,N-二乙基乙二胺，二胺溶液的浓度为0.5wt％。聚酰亚胺膜为聚酰亚胺微滤膜，孔径为0.01μm～1μm。聚酰亚胺膜的制膜液浓度为16％。浸渍后，取出用清水冲洗干净。S2将步骤S1中经洗净的聚酰亚胺膜浸渍在浓度为0.2wt％的1,3-丙烷磺酸内酯溶液中24h，温度为50℃之后取出洗净。实施例3本实施例中提高聚酰亚胺膜抗污染性能的方法中包括如下步骤：S1：将型号为的聚酰亚胺膜，浸渍在二胺溶液中240min，之后取出洗净未反应的二胺溶液，二胺溶液为N,N-二乙基乙二胺，二胺溶液的浓度为0.5wt％。聚酰亚胺膜为聚酰亚胺微滤膜，孔径为0.01μm～1μm。聚酰亚胺膜的制膜液浓度为16％。浸渍后，取出用清水冲洗干净。S2将步骤S1中经洗净的聚酰亚胺膜浸渍在0.2wt％的1,3-丙烷磺酸内酯溶液中24h，温度为50℃之后取出洗净。实施例4本实施例中提高聚酰亚胺膜抗污染性能的方法中包括如下步骤：S1：将型号为的聚酰亚胺膜，浸渍在二胺溶液中120min，之后取出洗净未反应的二胺溶液，二胺溶液为N,N-二乙基乙二胺，二胺溶液的浓度为0.5wt％。聚酰亚胺膜为聚酰亚胺微滤膜，孔径为0.01μm～1μm。聚酰亚胺膜的制膜液浓度为16％。浸渍后，取出用清水冲洗干净。S2将步骤S1中经洗净的聚酰亚胺膜浸渍在0.2wt％的1,3-丙烷磺酸内酯溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高聚酰亚胺膜抗污染性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1:将聚酰亚胺膜室温下浸渍在含二胺溶液中0.1h～24h后，取出洗净未反应的二胺溶液；S2:将洗净的聚酰亚胺膜，在30℃～100℃温度范围内，浸渍于酸性溶液中1h～48h后，取出洗净。

【技术特征摘要】
1.一种提高聚酰亚胺膜抗污染性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1:将聚酰亚胺膜室温下浸渍在含二胺溶液中0.1h～24h后，取出洗净未反应的二胺溶
液；
S2:将洗净的聚酰亚胺膜，在30℃～100℃温度范围内，浸渍于酸性溶液中1h～48h后，
取出洗净。
2.如权利要求1所述的提高聚酰亚胺膜抗污染性能的方法，其特征在于，步骤S1中，所
述含二胺溶液为任一种或两种及以上含多胺溶液的组合，包括N-二乙基乙二胺、乙二胺四
乙酸、乙二胺四乙酸二钠、盐酸乙二胺、N,N′-二苯基乙二胺、N-Boc-乙二胺盐酸盐、N-(2-羟
乙基)乙二胺、N-苄基乙二胺、二氰二胺、环己二胺二乙酸、四乙酰乙二胺、N-乙酰乙二胺、苯
二胺。
3.如权利要求1或2所述的提高聚酰亚胺膜抗污染性能的方法，其特征在于，步骤S2中，
所述酸性溶液为磺酸、羧酸、磷酸中的一种或者多种的组合。
4.如权利要求1所述的提高聚酰亚胺膜抗污染性能的方法，其特征在于，步骤S1中，所
述含二胺溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：史玉升，王艳，张栋艳，刘洁，诸钧，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42