[发明专利]一种分离膜的亲水改性方法

说明书

本发明公开了一种分离膜的亲水改性方法，所述方法包括如下步骤：一、将膜置于LB膜仪样品台上，将双亲性分子溶液滴加在LB膜仪的水槽中形成排列有序的单分子层，检测膜压并以0.5~10mm/s的移动速度调整LB膜仪两块液面挡板的位置，当膜压达到临界值时，调整LB膜仪液面挡板移动速度为90~500µm/s，并以90~500µm/s的下降速度将膜垂直浸入到LB膜仪的液面之下，使膜表面均匀地附着一层排列规则的双亲性分子膜；二、将步骤一所得膜转移至聚合反应装置中，在液相条件下进行膜表面的单体聚合反应，得到表面接枝了亲水基团与聚合物的改性膜。本发明对于提高膜通量、耐污染性、膜寿命等性能有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种分离膜的改性方法，具体涉及一种分离膜的亲水改性方法。

背景技术

聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等材料具有耐腐蚀、耐热耐冷等优点，各方面综合指标优秀，成膜效果好。

随着水处理产业的发展，膜处理成为生产高品质水的重要工艺之一，但是许多适合成膜的材料亲水性差或者直接用于水处理效果差，如聚四氟乙烯，成膜接触角高达133°，受限于较差的亲水性而难于直接应用到水处理领域。

提高膜亲水性的方法不尽其数，有化学表面处理改性、高能辐射接枝改性、共混改性等等，但是往往存在处理方法复杂、设备要求高、副产物多等等弊端。等离子接枝改性受到一些研究人员的青睐，但是未能有效解决改性时效性问题。

故此，寻找既能有效提升膜亲水性、降低膜污染，又有良好时效性的改性方法对水处理产业有着重大意义。

发明内容

为了在现有技术基础上进一步提高膜材料的亲水性，并且克服膜亲水改性中常见的时效性问题，从而提高膜通量、膜过滤效果以及膜寿命，本发明提供一种新的分离膜的亲水改性方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种分离膜的亲水改性方法，包括如下步骤：

一、膜表面的双亲性分子接枝

将膜置于LB膜仪样品台上，将双亲性分子溶液滴加在LB膜仪的水槽中形成排列有序的单分子层，检测膜压并以0.5~10mm/s的移动速度调整LB膜仪两块液面挡板的位置，当膜压达到临界值时，调整LB膜仪液面挡板移动速度为90~500µm/s，并以90~500µm/s的下降速度将膜垂直浸入到LB膜仪的液面之下，使膜表面均匀地附着一层排列规则的双亲性分子膜；

二、液相中进行膜表面的单体聚合反应

将步骤一所得膜转移至聚合反应装置中，在无水无氧液相条件下进行膜表面的单体聚合反应，得到表面接枝了亲水基团与聚合物的改性膜。

三、后续接枝反应步骤：

将步骤二得到的表面接枝了亲水基团与聚合物的改性膜置于等离子体仪中进行等离子体处理。

本发明中，步骤一中所述膜为孔径在0.0002～1µm的微滤膜、超滤膜、纳滤膜或反渗透膜。

本发明中，步骤一中所述膜成分至少含有聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚砜膜、聚酰亚胺中的一种。

本发明中，步骤一之前可包括膜的预处理工序，在该预处理工序中，使用氮气和/或氩气对膜材进行等离子体处理。该预处理工序使膜表面产生大量自由基，可成为步骤二中聚合反应的引发条件。

本发明中，所述等离子处理时间为10~300s，等离子电子能量为2~6ev。

本发明中，步骤一中所述双亲性分子溶液为丙烯酸溶液，丙烯酸的含量为5~40wt%。

本发明中，步骤二所述液相为含有引发剂的溶液，其中：引发剂可为偶氮二异丁腈，含量为0.01~1wt%；若为增强聚丙烯酸分子长度应适当降低引发剂含量；溶剂可为氯仿。