[发明专利]一种高渗透性热交联膜的制备方法在审
申请号: | 201910942231.7 | 申请日: | 2019-09-30 |
公开(公告)号: | CN110711505A | 公开(公告)日: | 2020-01-21 |
发明(设计)人: | 李琳;王同华;张勇跃;彭少蒙;罗童川 | 申请(专利权)人: | 大连理工大学 |
主分类号: | B01D71/76 | 分类号: | B01D71/76;B01D69/12;B01D67/00;B01D61/14 |
代理公司: | 21212 大连东方专利代理有限责任公司 | 代理人: | 李娜;李馨 |
地址: | 116024 辽*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 热交联膜 共混添加剂 高渗透性 热交联 制备 多孔膜 聚氯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯 聚苯乙烯 聚乙烯吡咯烷酮 聚乙烯醋酸酯 羧甲基纤维素 膜分离技术 配制铸膜液 新材料领域 聚乙二醇 聚乙烯醇 孔隙结构 渗透性能 有机溶剂 混合物 聚合物 孔结构 膜渗透 造孔 添加剂 转化 收缩 分解 | ||
本发明涉及一种高渗透性热交联膜的制备方法,属于膜分离技术和新材料领域。一种高渗透性热交联膜的制备方法,将聚合物和共混添加剂溶于有机溶剂中配制铸膜液,通过相转化法制备多孔膜,再将所制备的多孔膜干燥后进行热交联,得高渗透性热交联膜,其中,所述共混添加剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醋酸酯、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚苯乙烯中的一种或它们的混合物。本发明所述方法加入的共混添加剂不仅可以在相转化过程中起到造孔的作用,而且在热交联的过程中添加剂能够分解,形成新的孔隙结构,弥补在热交联过程中因孔结构的融并和收缩所造成膜渗透能力的损失,提高热交联膜渗透性能。
技术领域
本发明涉及一种高渗透性热交联膜的制备方法,属于膜分离技术和新材料领域。
背景技术
随着工业化进程的加快,环境污染问题愈发严重,尤其是水污染给人们的生活带来了严重的影响。工业污水排放标准越来越高,对工业污水的分离净化技术提出了新的要求。膜分离技术由于其装置简单、能耗低、应用范围广、无二次污染、工艺适应性强等优点,已经成为分离工程中研究的热点。已研究开发的膜材料中,聚合物膜渗透性性能优异,原料简单易得、制备成本低、易组装,已广泛应用于水处理的研究中,但是大部分聚合物膜材料的热稳定性和耐溶剂性较差,这严重限制了其在工业实际应用。采用对聚合物膜进行热交联处理的方法,可以提高膜的耐高温和耐溶剂性。然而,在热交联过程中聚合物容易发生孔结构融并和收缩,使膜的渗透性严重降低。因此,提高热交联膜的渗透性能成为研究的热点。
发明内容
基于聚合物膜在热交联过程中会发生孔结构融并和收缩,严重降低膜的渗透性能,为此,本发明提供了一种高渗透性热交联膜的制备方法,该方法可以提高聚合物热交联膜的渗透性能。
一种高渗透性热交联膜的制备方法,将聚合物和共混添加剂溶于有机溶剂中配制铸膜液,通过相转化法制备多孔膜,再将所制备的多孔膜干燥后进行热交联,得高渗透性热交联膜,其中,
所述共混添加剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醋酸酯、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚苯乙烯中的一种或它们的混合物。
进一步地,所述聚合物为聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚芳醚酮、聚醚砜酮、聚芳醚腈、聚醚腈酮的一种。
进一步地,所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、氮甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种。
进一步地,所述铸膜液中聚合物的质量分数为3~40%,共混添加剂的质量分数为0.5~30%,余量为有机溶剂。
更进一步地,所述铸膜液中聚合物的质量分数为10~25%,共混添加剂的质量分数为2~20%,余量为有机溶剂。
本发明所述相转化法为现有技术公开的利用相转化法制备多孔膜的方法,如公开号为CN1103604A、CN1068974A、CN1254308A的中国专利中所记载的方法。
进一步地,所述铸膜液通过将聚合物、共混添加剂和有机溶剂混合,搅拌均匀后获得,搅拌转速为100~1100rmp,搅拌时加热温度为20~120℃,搅拌时间为1~24h。
更进一步地,所述铸膜液通过将聚合物、共混添加剂和有机溶剂混合,搅拌均匀后获得,搅拌转速为300~800rmp,搅拌时加热温度为40~90℃,搅拌时间为6~18h。
进一步地,所述热交联工艺为:将干燥后的膜置于热处理设备内,按下列条件进行热交联:升温速率为0.1~30℃/min,热交联终温为120~420℃,恒温时间为0~180h。
更进一步地,所述热交联工艺为:将干燥后的膜置于热处理设备内,按下列条件进行热交联:升温速率为1~15℃/min,热交联终温为160~380℃,恒温时间为2~60h。
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