[发明专利]一种聚醚酰亚胺复合膜及其制备方法

说明书

本发明涉及复合膜改性技术领域，尤其是一种聚醚酰亚胺复合膜及其制备方法，通过采用特定混合的多氨基化合物与基膜在一定的时间和温度下进行接枝反应，阻碍后续界面聚合过程中多氨基化合物向油相的扩散，降低多氨基化合物与均苯三甲酰氯的反应速率，从而降低复合膜的表面粗糙度，改善膜表面的水接触角，复合膜表面粗糙度Ra＝1nm～10nm，表面水接触角在20～30°之间，可用于海水淡化、生活用水处理、工业废水处理、生物分离等膜分离过程。

技术领域

本发明涉及复合膜改性技术领域，尤其是一种聚醚酰亚胺复合膜及其制备方法。

背景技术

复合膜，是至今为止使用最多并且最为有效的分离膜，其制备过程可简单总结为，在微孔基膜上复合一层具有纳米级孔径结构的超薄分离层。复合膜的制备包括两部分：基膜的制备、分离层的制备及复合。

(1)制备基膜：一般选用超滤膜为基膜，超滤膜按材料可分无机超滤膜、有机超滤膜。无机超滤膜通常陶瓷膜或金属氧化物(如Al2O3、Fe2O3)超滤膜。有机超滤膜通常通过浸没沉淀相转化法制得。制备有机超滤膜的材料有聚砜、聚醚砜、聚碳酸酯、聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚醚酰亚胺等。一般要求基膜有适当大小的孔密度、孔径、孔径分布、结构及物理化学稳定性等。

(2)复合膜制备：主要方法有表面涂覆法和界面聚合法

涂覆法，将基膜表面浸入含有聚合物的溶液中，然后将基膜从聚合物溶液中取出干燥成膜，或将基膜固定在平面上，将涂覆液刮在基膜表面，然后通过相转化法或蒸发法得到复合膜，此方法制得的复合膜通量一般较低；界面聚合法，由高反应活性单体聚合成膜，反应发生在两相界面处，这种方法制得的复合膜皮层超薄，通量一般较高。

如CN105013333B公开了一种高通量高截留率正电荷复合纳滤膜及其制备方法，将制得的聚醚酰亚胺基膜浸入含有间苯二胺和正电荷材料的水溶液，再浸泡在均苯三甲酰氯溶液中，得到一种高通量高截留率的复合膜。

目前，商品化复合膜多采用界面聚合方法制得，分离层与基膜之间主要通过范德华力连接，这使得膜在长期运行过程分离层与基膜脱落而使复合膜脱盐率降低。另外，多数商品化复合膜的表面结构多为“峰谷”结构，膜表面粗糙度较高(一般在50～100nm以内)，这使得复合膜在长期运行过程中表面易被污染而导致通量降低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种聚醚酰亚胺复合膜及其制备方法的技术方案。

一种聚醚酰亚胺复合膜及其制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚醚酰亚胺和添加剂溶于有机溶剂中，其中聚醚酰亚胺质量浓度为15-25％，添加剂质量浓度为1-10％，有机剂质量百分比为65-84％，并且各组分之和为100％；在60-80℃条件下，搅拌7-8h，通过不锈钢过滤网过滤，真空脱泡15h，得到铸膜液；

(2)铺展无纺布，将铸膜液倒在无纺布布边的一端，用不锈钢刮刀将铸膜液平稳刮至另一端，形成50-150μm厚度的初生态膜，然后浸入15-25℃的去离子水中，固化，得到基膜；

(3)将多氨基化合物溶解于水中，得到水相溶液，其中多氨基化合物质量浓度为1-10％；将均苯三甲酰氯加入油相溶剂中，得到油相溶液，其中均苯三甲酰氯质量浓度为0.05-10％；

(4)将水相溶液升温至30-100℃，把基膜放入水相溶液中，恒温保持0.5-2h，取出，冷却至室温，用风刀吹去基膜表面多余水相溶液，然后放入油相溶液中进行界面聚合反应，处理5-100s，用去离子水清洗，即得。

所述的添加剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000中的一种或几种。

所述的有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种。