[发明专利]一种再生膜器件及其制造方法

说明书

本发明涉及一种再生膜器件，所述再生膜器件包括原膜器件以及附于原膜器件的表面的交联层，所述交联层为通过硅氧烷预聚液对所述原膜器件的表面进行交联改性而得到，所述硅氧烷预聚液由预聚体和惰性有机溶剂组成，所述预聚体为多烷氧基硅烷与功能性单体进行聚合得到的共聚物。本发明还涉及一种再生膜器件的制备方法。

技术领域

本发明涉及膜器件应用领域，尤其涉及一种通过表面交联再生的膜器件及其制备方法。

背景技术

自20世纪初以来，膜分离技术得到了迅速发展。由于膜分离技术既具有分离、浓缩、纯化和精制功能，又具有高效、高精度、过程简单、易于控制等有点，因而其在食品、医药、生物、环保、化工、水处理等领域均得到了广泛的应用。膜分离技术中的核心部件为膜器件。如今，市面上在售的膜分离设备和相应的膜器件种类繁多。

然而，各种膜器件，如有机膜、无机膜、反渗透膜、纳滤膜、超滤膜、微滤膜等，均存在因膜的界面污染造成膜分离运行过程中能源消耗和成本上升这一问题。目前在使用中，通常需要定时对膜器件进行清洗，以维持膜正常的分离性能和通量。但随着分离时间的延长，膜器件会逐渐因为污染物积累及细菌等微生物滋生繁殖而导致性能衰减乃至失效。因而，需对膜器件进行更换。目前，更换下来的膜器件都被当作工业垃圾或生活垃圾处理，这在很大程度上增加了运行成本的投入，更带来了环境的污染。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可解决现有的至少一个技术问题的再生膜器件及其制备方法。

本发明提供一种再生膜器件，所述再生膜器件包括原膜器件以及附于原膜器件的表面的交联层，所述交联层为通过硅氧烷预聚液对所述原膜器件的表面进行交联改性而得到，所述硅氧烷预聚液由预聚体和惰性有机溶剂组成，所述预聚体为多烷氧基硅烷与功能性单体进行聚合得到的共聚物，所述多烷氧基硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷中的至少一种，所述功能性单体为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸二甲氨乙酯、丙烯酸、N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮中的至少一种。

优选的，所述交联层的质量占所述再生膜器件的质量的比例为3％～25％，所述交联层的厚度为1纳米～100纳米。

优选的，所述原膜器件为管式膜、帘式膜、柱式膜、平板膜中的至少一种。

优选的，所述惰性有机溶剂为乙醇、磷酸三乙酯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三甲酯的至少一种，所述预聚体与所述惰性有机溶剂的比例为(2g～50g):100mL。

本发明还提供一种上述再生膜器件的制备方法，其包括以下步骤：

(1)提供一硅氧烷预聚液，并通过一稀释剂对所述硅氧烷预聚液进行稀释；

(2)将原膜器件置于稀释后的硅氧烷预聚液中进行浸渍处理；以及

(3)将浸渍处理后的原膜器件进行预交联反应，得到所述再生膜器件。

优选的，步骤(1)中所述硅氧烷预聚液的制备方法如下：先将多烷氧基硅烷、功能性单体和引发剂加入惰性有机溶剂中，得到一混合物；然后将该混合物加热并在惰性气氛下进行聚合反应，得到所述硅氧烷预聚液。

优选的，所述引发剂为过氧化二苯甲酰、二烷基过氧化物、偶氮二异丁氰、偶氮二异庚氰、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮异丁氰基甲酰胺中的至少一种，所述多烷氧基硅烷、功能性单体、引发剂与惰性有机溶剂的比例为：(1g～25g):(1g～25g):(0.05g～0.5g):100mL，所述聚合反应的反应温度为50摄氏度～100摄氏度，反应时间为2小时～48小时。

优选的，步骤(1)中所述稀释剂为水和乙醇共混物，所述硅氧烷预聚液与稀释剂的体积比为1:4～4:1。