[发明专利]一种新型抗污染聚砜平板超滤膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及膜技术领域，特别是涉及一种新型抗污染聚砜平板超滤膜的制备方法。

背景技术

超滤膜是一种额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜，广泛应用于水净化、食品或饮料生产等领域。在超滤膜的一侧施以适当压力，就能筛出小于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2-20纳米的颗粒。按照膜的外形特征可将超滤膜分为平板超滤膜、管式超滤膜、毛细管式超滤膜、中空纤维超滤膜、多孔超滤膜等。其中，平板超滤膜是一种起分离作用的介质，当污水与平板超滤膜接触时，在压力驱动下，使得水与溶质有效分离。平板超滤膜的核心技术是其材料的成型和成孔技术，其强度、寿命、抗污染能力、性价比等对MBR系统的质量和成本影响最大。与中空纤维超滤膜相比，平板超滤膜可以在更高的活性污泥浓度下保持高通量的稳定运行。因此，如何提高平板超滤膜的抗污染能力，是平板超滤膜应用推广的关键技术问题。

如CN102626595A公开了一种工业用高强度抗污染超滤平板膜片的配方及其制备方法，是在高强度无纺布衬底上涂布一定质量比的聚醚砜、纳米纤维素晶体、制孔剂的铸膜液，并利用相转化法中的非溶剂致相分离法（NIPS）方法成膜。该技术方案的不足在于，仅通过脱气、空气浴、凝胶浴等过程导致膜耐污染性和亲水改性效果不够理想。

如CN102512971B公开了一种复合平板超滤膜的制备方法，是采用浸没沉淀相转化法，以PET纤维编织物为支撑层，支撑层上涂覆高分子聚合物铸膜液；具体是将高分子聚合物、有机溶剂按一定比例混合，制备成均质铸膜液，将PET纤维编织物置于一定浓度的NaOH溶液中，去除残留于编织物上的油渍污物，对PET纤维编织物进行表面改性，将铸膜液均匀涂覆于改性后的纤维编织物表面，然后将覆膜纤维编织物置于凝胶浴中进行相转化成膜。该技术方案的不足在于，虽然膜获得了一定的强度，但是膜表面改性效果不理想，抗污染能力不佳。

如CN102553466B公开了一种抗菌聚砜平板超滤膜，是以聚砜为成膜材料，以液相还原硝酸银法制得的纳米银粒子为抗菌添加剂，采用浸没沉淀相转化法制备的纳米银-聚砜复合平板超滤膜。该技术方案的不足在于，凝固浴后的膜处理方法所得到的效果不佳，膜的改性效果不理想，对非菌类污染的抗污染性不强。

综上所述，现有技术中缺乏一种抗污染性能良好的平板超滤膜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型抗污染聚砜平板超滤膜的制备方法，解决现有技术中污水处理表面亲水改性的问题。

本发明提供了如下的技术方案：

一种新型抗污染聚砜平板超滤膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将聚砜、致孔剂加入到溶剂中，加热，搅拌，溶解后用格栅网进行微孔过滤，然后在真空恒温条件下静置脱泡，得到平板超滤膜铸膜液；

聚砜（PSF）是一种性能优异的成膜高聚物，具有良好的机械强度、耐酸碱性能、抗压密性、化学稳定性以及pH适用范围广等优点，被广泛地用于超滤膜的制备；

（2）将步骤（1）所得铸膜液以无纺布为支撑层，经过平板刮膜机的刮膜成型，通过干-湿相转变法凝固成膜，制成质量均一的平板超滤膜；

（3）平板超滤膜表面的亲水改性：在紫外和/或红外条件下对平板超滤膜表面采用表面接枝方法进行4-6min的改性反应，在膜表面形成亲水保护层；

利用聚砜表面未键合基团与亲水物质在紫外和/或红外条件下的接枝反应进行表面改性，可使平板膜表面拥有稳定、持久、耐受性好的亲水保护层；

（4）对处理后的平板超滤膜进行甘油清洗，干燥后得到耐污染的平板超滤膜；采用甘油清洗可以起到良好的防止闭孔和洗脱作用。

所述步骤（1）中致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮和/或聚乙二醇。

聚乙烯吡格烷酮（Polyvinylpyrrolidone，简称PVP）是一种非离子型高分子化合物，除了具有胶体保护作用、成膜性、粘结性、吸湿性、增溶或凝聚作用之外，还具有优异的溶解性能及生理相容性，既溶于水，又溶于大部分有机溶剂，且毒性很低、生理相溶性好。在本发明中，聚乙烯基吡咯烷酮可作为致孔剂。常见的致孔剂有聚乙二醇、羟丙基纤维素、聚维酮、聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮、尿素、木粉、滑石粉等，本发明优选聚乙烯吡咯烷酮和/或聚乙二醇作为致孔剂，是与其他制备条件相配合的选择，有利于使超滤膜获得较好的抗污染性能。聚乙二醇也是生物相容性较好的聚合物。

所述步骤（1）中溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺中的任一种或几种。