[发明专利]一种抗污染平板膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，具体地说，本发明涉及一种采用溶胶－凝胶相分离法制备的抗污染平板膜，可应用在生活、化工、生物、环保、医药等领域的液体分离。

背景技术

膜分离技术作为21世纪水处理的优选技术，与常规水处理技术比较，具有能耗低、分离效率高、工艺简单、无需投加添加剂、不影响人体健康等优点，但由于膜污染等问题的存在，导致渗透通量随运行时间的延长而下降，严重阻碍了膜技术的更大规模的应用。在膜的应用过程中产生膜的污染是很难完全避免的，但是通过对不同的膜污染情况采取相应的措施来减小膜的污染程度是可行的。其中关键还在于膜材料的选择和改性。

现有技术中有采用聚氯乙烯（PVC）为主要材料的平板膜，但由于聚氯乙烯树脂本身的疏水性以及制膜配方的选择问题，使得现有膜容易受到污染，从而导致膜的寿命低，阻碍了膜技术的推广应用。

氯化聚氯乙烯（chlorinated polyvinyl chloride ，简称CPVC），是由聚氯乙烯（PVC）树脂氯化改性制得，是一种新型树脂。PVC 树脂经过氯化后，分子链排列的不规则性增加，极性增加，使树脂的溶解性增大，化学稳定性增加，从而提高了材料的耐热性及耐酸、碱、盐、氧化剂等的腐蚀的性能和亲水性。因此，本发明选择CPVC材料为主要树脂，并配合选择合适的添加剂和制膜工艺，试验制得的平板膜具有高通量、高精度和更好的抗污染性。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种高通量、高精度和抗污染平板膜及其制备方法。

本发明的技术特征在于：为解决膜的抗污染性问题，本发明的技术方案是由配方和制备工艺构成，其配方的特征是一种以氯化聚氯乙烯为基材的抗污染膜，含有（按重量百分比）：

高分子聚合物－氯化聚氯乙烯（CPVC）：10％～15％，

溶剂－二甲基甲酰胺（DMF）：75～80％，

添加剂Ⅰ－氯化钙：2～8％，

添加剂Ⅱ－正己烷：2～8％，

本发明所述的抗污染膜及其制备方法，其制备工艺的特征是一种溶胶－凝胶相分离法制备方法，以此含有以下步骤：

步骤1，把高分子聚合物、溶剂和添加剂按下列配比称量后，混合；

高分子聚合物－氯化聚氯乙烯（CPVC）：10％～15％，

溶剂－二甲基甲酰胺（DMF）：75～80％

添加剂Ⅰ－氯化钙：2～8％

添加剂Ⅱ－正己烷：2～8％

步骤2，把步骤1的混合液搅拌并逐渐升温至70－80°C，在这一温度下搅拌均匀，使高分子聚合物、溶剂和添加剂充分溶解成为均匀的溶胶；

步骤3, 将步骤2制得的溶胶放置入离心脱气机中脱气，并降温至60－65°C左右，保温24小时左右； 

步骤4, 将步骤3制得的溶胶用平板膜刮膜机均匀涂敷在无纺布基材上。涂敷膜厚度控制在0.2mm左右；

步骤5，涂膜后的平板膜浸入到水浴中进行凝胶，水浴温度控制在20～25°C之间；

步骤6, 成膜后进行检验、脱水、裁剪、封装等处理，最终制成可使用的平板膜组件。

实验证明，本发明所述的抗污染膜具有超/微滤膜的固有特性，随着添加剂正己烷含量的增加超/微滤膜的水通量增加，添加剂中随着氯化钙比例增加，过滤精度增加，同时能保持氯化聚氯乙烯膜的抗污染性能好的特点，制膜条件在实验的范围内对膜性能的影响不大，最终确定氯化聚氯乙烯13％，溶剂DMF含量77％，添加剂氯化钙5％，添加剂正己烷5％配制的制膜液，在溶料温度70～80°C，溶料时间24h，制膜液温度60°C，水浴温度20～25°C，成膜厚度0.2mm的制膜工艺条件下制得的膜达到最佳性能。

具体实施方式

根据如下的实施例是帮助更好地理解本发明，而不是限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1：称取高分子聚合物膜基材氯化聚氯乙烯130g（13％），溶剂DMF770g（77％），添加剂氯化钙70g（7％），添加剂正己烷30g（3％），配制1000g制膜液。混合液搅拌并逐渐升温至75°C，制成均匀的溶胶。经脱气后降温到60°C并保温24小时，用平板膜刮膜机将膜涂敷在无纺布基材上，涂层厚度为0.2mm，浸入到25°C的水浴中凝胶成膜。在常温水浴中浸泡膜24小时后，测试膜的性能。在操作温度为25°C，压力为0.1MPa的条件下，膜的纯水通量为183L/m².h，膜对牛血清蛋白（MW67000）的截留率为95％，手动拉伸测试膜的机械性能较好。