[发明专利]一种由酚酞共聚型硫酸酯制备含羧基聚硫酸酯亲水超滤膜的方法

说明书

本发明涉及一种由酚酞共聚型硫酸酯制备含羧基聚硫酸酯亲水超滤膜的方法，包括以下步骤：S1，将酚酞共聚型硫酸酯溶解于有机溶剂中，加入碱溶液进行水解，水解结束后向体系内加入金属还原剂进行还原；S2，将步骤S1中得到的反应液进行过滤，得到酚酞共聚型硫酸酯溶液；S3，将步骤S3得到的酚酞共聚型硫酸酯溶液加入到酸性水溶液中，析出固体聚合物，水洗、干燥，得到含羧基的共聚硫酸酯；S4，将步骤S3中得到的共聚硫酸酯溶于有机溶剂中，加入致孔添加剂，搅拌、过滤、静置，得到铸膜液；S5，用铸膜液制备超滤膜。使用点击化学的方法将刚性大的结构单体引入高分子聚合物中，并且成功制备高分子量聚硫酸酯材料。

技术领域

本发明属于超滤膜分离技术领域，具体涉及一种由酚酞共聚型硫酸酯制备含羧基聚硫酸酯亲水超滤膜的方法。

背景技术

膜分离技术作为一种新型分离技术，具有操作简便、设备装填密度高、工作条件温和、节能、无二次污染等优点，是解决资源型缺水和水质型缺水问题的重要技术，亦被认为是21世纪化学工业的关键技术。按不同的分离过程可将膜技术分为微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗透汽化和气体分离等。超滤技术通常采用孔径2-100nm，皮层厚度在0.1-10μm的多孔膜作为分离膜，在0.1-0.4MPa操作压力下运行，利用膜表面的微孔进行筛分，可满足对不同分子量物质的分离和提纯需求，有效截留微粒、胶体、细菌和多种有机物等，被广泛应用于工业废水处理、城市污水处理、食品和医药工业等。在实际应用中，膜分离技术仍旧留下许多待解决的问题，运行成本高。超滤膜使用过程中运行成本高主要是由于超滤膜在使用过程中很容易产生膜污染，将膜孔堵塞，使得膜通量下降，降低膜的使用寿命。因此增强超滤膜的的亲水性以及抗污染性能是增加膜寿命，降低膜成本的关键之一。

聚硫酸酯材料作为一种新的工程塑料，有着强的耐溶剂性，耐酸碱腐蚀，耐化学腐蚀，高的玻璃化转变温度，优秀的机械强度。而且聚硫酸酯材料本身在水处理膜上有着优秀的亲水性，高水通量，优秀的抗污染性。酚酞作为一种价格低廉的化工原料，原料易得，大基团的单体在聚合过程中，由于分子本身刚性强，难以形成较高的分子量。聚硫酸酯材料通过点击化学的方式聚合，使得酚酞单体在合成酚酞共聚型硫酸酯的过程中易于形成分子量高，分子量分布窄的高分子材料。而且酚酞的内酯结构是很好的一个活性基团，对于聚合物侧链改性有非常大的帮助。

发明内容

本发明的目的在于提供一种由酚酞共聚型硫酸酯制备含羧基聚硫酸酯亲水超滤膜的方法，以解决现有技术中超滤膜运行成本高、使用寿命低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种由酚酞共聚型硫酸酯制备含羧基聚硫酸酯亲水超滤膜的方法，包括以下步骤：

S1，将酚酞共聚型硫酸酯溶解于有机溶剂中，加入碱溶液进行水解，水解结束后向体系内加入金属还原剂进行还原；

S2，将步骤S1中得到的反应液进行过滤，得到酚酞共聚型硫酸酯溶液；

S3，将步骤S3得到的酚酞共聚型硫酸酯溶液加入到酸性水溶液中，析出固体聚合物，水洗、干燥，得到含羧基的共聚硫酸酯；

S4，将步骤S3中得到的共聚硫酸酯溶于有机溶剂中，加入致孔添加剂，搅拌、过滤、静置，得到铸膜液；

S5，用铸膜液制备超滤膜。

本发明所述的由酚酞共聚型硫酸酯制备含羧基聚硫酸酯亲水超滤膜的方法，所述酚酞共聚型硫酸酯具有如下结构：

其中，m为正整数，n为大于或等于0的整数，Ar是下列基团中的一种或几种：

其中，*表示硫酸酯键在芳环上的连接位置。

本发明所述的由酚酞共聚型硫酸酯制备含羧基聚硫酸酯亲水超滤膜的方法，所述酚酞共聚型硫酸酯数均分子量为10000-80000。