[发明专利]一种铸膜液及利用其制备聚偏氟乙烯超滤膜的方法

说明书

一种铸膜液及利用其制备聚偏氟乙烯超滤膜的方法，由聚偏氟乙烯、聚乙二醇和抗污组合物溶解于N,N‑二甲基乙酰胺溶剂中，搅拌均匀后在真空条件下脱泡处理后得到，抗污组合物为聚乙烯比咯烷酮和聚甲基丙烯酸甲酯混合而成。本发明通过加入由聚乙烯比咯烷酮和聚甲基丙烯酸甲酯组成的抗污组合物聚乙烯比咯烷酮分子中的内酰胺是强极性基团，具有亲水作用，聚甲基丙烯酸甲酯含有极性侧甲基，具有较明显的亲水性，可明显改善聚偏氟乙烯超滤膜的亲水性，并能够长期维持亲水性，这样可以显著提高超滤膜的抗污染性，并持久地保持较高的运行通量。

技术领域

本发明涉及到高分子有机膜制备领域，具体的说是一种铸膜液及利用其制备聚偏氟乙烯超滤膜的方法。

背景技术

随着我国经济社会的发展，传统的水净化处理工艺如混凝沉淀、离子交换、氯化等处理方法已经不能满足高标准水质、持续稳定和低运行维护成本的要求，需要不断地开发新技术、新产品以满足需要。

目前，市场上最常见是以浸没－沉淀相转化法为生产工艺制备的中空纤维超滤膜，该膜机械强度低，一般只能应用于原水水质较好的水处理领域，不适用于高浓度污水，应用领域受限。另外一种常见的是在浸没－沉淀相转化法基础上制备的复合型中空纤维膜，在膜中增加了内衬材料，该膜机械强度高，但是长时间使用会出现膜层剥落问题，将影响出水水质，对使用时间及条件提出了苛刻要求。对于传统平板超滤膜来说，机械强度高，也不会出现膜层剥落问题，但在处理高浓度污水时容易产生膜污染的问题，影响运行效率。

所谓膜污染是指处理物料中的微颗粒物、微生物、胶体粒子以及大分子有机物由于与膜存在物理化学作用或力学作用而引起的在膜表面或膜孔腔内吸附、沉积造成膜孔径减小或堵塞，导致膜的透过流量不断下降，降低工作效率。而且膜污染引起的通量衰减往往是不可逆的，在水处理中，大分子有机物和微生物是造成膜不可逆污堵的主要原因。

发明内容

为了解决现有的聚偏氟乙烯平板超滤膜在处理高浓度有机物和微生物污水时容易产生不可逆膜污染的问题，本发明提供了一种铸膜液及利用其制备聚偏氟乙烯超滤膜的方法，通过该方法制备的聚偏氟乙烯超滤膜其抗污染性能明显优于现有的平板超滤膜。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种铸膜液，该铸膜液由聚偏氟乙烯、聚乙二醇和抗污组合物在60～70℃下溶解于N,N-二甲基乙酰胺溶剂中，搅拌均匀后在真空条件下脱泡处理后得到，且聚偏氟乙烯、聚乙二醇和抗污组合物分别占铸膜液总质量的10～20%、5～12%和10～25%，所述抗污组合物为聚乙烯比咯烷酮和聚甲基丙烯酸甲酯以1～3：1～2的质量比混合而成。

利用上述铸膜液制备高抗污染聚偏氟乙烯超滤膜的方法，包括以下步骤：

1）对无纺布进行清洁预处理，备用；

2）按照上述的记载配置铸膜液，备用；

3）将步骤2）配制的铸膜液均匀刮涂于步骤1）经过清洁预处理的无纺布两侧表面，而后再浸入到凝固浴中固化成型12～24h，即制成高抗污染聚偏氟乙烯超滤膜。

本发明中，所述无纺布的材质优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

本发明中，所述对无纺布进行清洁预处理是指：将无纺布浸泡在温度为40～50℃的N,N-二甲基乙酰胺溶剂中12～24h，而后在洁净环境中晾干即完成无纺布的清洁预处理。

本发明中，可以将步骤3）制成的高抗污染聚偏氟乙烯超滤膜进行电极化处理，从而使其形成高抗污染振动型聚偏氟乙烯超滤膜。

本发明中，所述电极化处理的操作工艺为：将高抗污染聚偏氟乙烯超滤膜置于正负电极之间，并在温度为70～90℃、电场强度为5～20×10⁵V/m的条件下处理1～2h。