一種高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法，屬于膜技術領域。其技術特征在于采用干濕相轉化法制備一種高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜。該制備方法是先將成孔劑和交聯(lián)劑溶于有機溶劑中，打開攪拌器和溫度控制儀，在一定的轉速和溫度下，再加入烘干后的聚砜和磺化聚砜樹脂，配成鑄膜液。常壓下靜置脫泡一段時間后，讓鑄膜液從噴絲板擠出，經過一段空氣浴后進入凝固浴中發(fā)生相轉化，并凝固成膜。再經水洗，甘油和水的混合液處理后保濕定型。該方法制備的這種內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜不僅具有較高的親水性，而且具有較高的水通量和截留率，廣泛應用于水凈化，環(huán)保，醫(yī)用等方面。
【專利說明】
一種高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法，屬于中空纖維超濾膜制備技術領域。
【背景技術】
[0002]聚砜在現(xiàn)在的分離膜材料占有著主導地位，由于該分子主鏈上含有砜基，使得這類聚合物具有良好的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性、耐酸堿腐蝕性能、優(yōu)異的機械性能以及突出的抗蠕變性能。但其親水性稍差，屬于疏水性膜材料。
[0003]聚砜膜廣泛用于超濾、反滲透和氣液分離中。由于聚砜的疏水性，會出現(xiàn)嚴重膜污染問題。主要是蛋白質在聚砜膜上的不可逆吸附，可以使超濾膜的通透率下降30%以上。因此，我們研究的焦點都集中在合成新的功能化聚砜高聚物并作為膜基質高聚物，目的是增加聚砜膜的親水性，使其具有高通透性和低污染性。
[0004]近年來，對聚砜進行改性的方法很多，主要包括化學改性和物理改性兩大類:(I)化學改性可以通過共聚，接枝等方法來實現(xiàn)；(2)物理改性包括高分子共混技術和表面涂覆改性等。
[0005]而磺化則是一種較好的化學改性方法。磺化不僅可提高聚砜類膜材料的親水性和耐熱性能，而且可有效改善功能膜的滲透通量、選擇分離特性與抗污染性能。但是單一的磺化聚砜膜機械強度很低，膜孔太寬，所以磺化聚砜和聚砜共混是制備一種親水性內壓式中空纖維超濾膜很好的方法。共混改性是最簡單的一種物理改性方法，它是將一種親水性的高聚物加入到鑄膜液中共混以形成相對親水的表面。這種方法所成膜最初的孔徑及其分布易于保持，并且親水性的成分能均勻地分布在膜的表面和中間。本發(fā)明提供的一種高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜不僅具有較高的親水性和機械強度，而且具有較高的水通量和截留率。該方法制備的高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜廣泛應用于水凈化，環(huán)保，醫(yī)用等方面。

【發(fā)明內容】

[0006]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法。該方法制備的這種內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜不僅具有較高的親水性和機械強度，而且具有較高的水通量和截留率。
[0007]本發(fā)明的內容是:一種高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法，屬于膜技術領域。其技術特征在于采用干濕相轉化法制備一種高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜。該制備方法是先將成孔劑和交聯(lián)劑溶于有機溶劑中，打開攪拌器和溫度控制儀，在一定的轉速和溫度下，再加入烘干后的聚砜和磺化聚砜樹脂，配成鑄膜液。常壓下靜置脫泡一段時間后，讓鑄膜液從噴絲板擠出，經過一段空氣浴后進入凝固浴中發(fā)生相轉化，并凝固成膜。再經水洗，甘油-水混合液處理后保濕定型。
[0008]如上所述的一種高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法，其特殊之處在于:
[0009]1.一種高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法其特征在于采用干濕相轉化法。該制備方法是先將成孔劑和交聯(lián)劑溶于有機溶劑中，打開攪拌器和溫度控制儀，在一定的轉速和溫度下，再加入烘干后的聚砜和磺化聚砜樹脂，配成鑄膜液。常壓下靜置脫泡一段時間后，讓鑄膜液從噴絲板擠出，經過一段空氣浴后進入凝固浴中發(fā)生相轉化，并凝固成膜再經水洗，甘油和水的混合液處理后保濕定型。
[0010]2.一種高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法，其特征在于樹脂的質量分數(shù)為20-25%，有機溶劑的質量分數(shù)為60-70%，成孔劑的質量分數(shù)為5-15%，交聯(lián)劑的質量分數(shù)為0.1-1%。
[0011]3.一種高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法，其特征在于在聚砜/磺化聚砜鑄膜液中加入交聯(lián)劑后，所得到的中空纖維超濾膜孔徑多，細且長，并且在保持高親水性的同時機械強度也增強了。這是由于磺化聚砜中的磺酸基團和交聯(lián)劑中的氨基發(fā)生了交聯(lián)作用，形成了一種交聯(lián)網狀結構，使得膜結構更加完整有序。
[0012]4.一種高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法，其特征在于交聯(lián)劑為三乙醇胺，二乙烯三胺，三乙胺中的一種或多種。
[0013]5.一種高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法，其特征在于聚砜和磺化聚砜樹脂用量的比例為6: 4,5: 5。
[0014]6.一種高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法，其特征在于本發(fā)明提供的該種高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜的接觸角為45-60°，孔隙率為70-80%，拉伸強度為30-48MPa，純水通量為350_450L/m2.h，對聚乙二醇-20000的截留率為95-99%，爆破壓力不低于0.6MPa。
【具體實施方式】
[0015]下面結合實例進一步敘述本發(fā)明:
[0016]實施例1:
[0017]配置聚砜/磺化聚砜比例為6: 4的鑄膜液，在80°C加熱充分攪拌，靜置脫泡12小時；調節(jié)鑄膜液溫度至50°C，按照相關紡絲工藝參數(shù)進行中空纖維超濾膜的制備，得到內徑0.75mm，外徑1.2mm的中空纖維超濾膜；將制備的中空纖維超濾膜放置于純水中浸泡24小時，再將其放置在甘油和水的混合溶液中浸泡24小時。所得的中空纖維超濾膜在
0.1MPa下的純水通量415L/m2.h，聚乙二醇-20000的截留率為99 %，接觸角為46°，孔隙率為75%，拉伸強度為40MPa，爆破壓力為0.7MPa。
[0018]實施例2:
[0019]配置聚砜/磺化聚砜比例為5: 5的鑄膜液，在80°C加熱充分攪拌，靜置脫泡12小時；調節(jié)鑄膜液溫度至50°C，按照相關紡絲工藝參數(shù)進行中空纖維超濾膜的制備，得到內徑0.75mm，外徑1.2mm的中空纖維超濾膜；將制備的中空纖維超濾膜放置于純水中浸泡24小時，再將其放置在甘油和水的混合溶液中浸泡24小時。所得的中空纖維超濾膜在
0.1MPa下的純水通量390L/m2.h，聚乙二醇-20000的截留率為98 %，接觸角為55°，孔隙率為80%，拉伸強度為50MPa，爆破壓力為0.7MPa。
【主權項】
1.一種高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法，屬于膜技術領域。其技術特征在于采用干濕相轉化法制備一種高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜。該制備方法是先將成孔劑和交聯(lián)劑溶于有機溶劑中，打開攪拌器和溫度控制儀，在一定的轉速和溫度下，再加入烘干后的聚砜和磺化聚砜樹脂，配成鑄膜液。常壓下靜置脫泡一段時間后，讓鑄膜液從噴絲板擠出，經過一段空氣浴后進入凝固浴中發(fā)生相轉化，并凝固成膜再經水洗，甘油和水的混合液處理后保濕定型。2.如權利要求1所述的高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法，其特征在于以進口聚砜和磺化聚砜為膜材料，N-N 二甲基乙酰胺為溶劑，聚乙烯吡硌烷酮，聚乙二醇-400等為成孔劑，再加入交聯(lián)劑。將聚砜和磺化聚砜樹脂放置在加熱干燥箱中在140°C充分干燥4小時，備用；配置一定比例的聚砜/磺化聚砜鑄膜液，在80°C加熱充分攪拌，靜置脫泡12小時；調節(jié)鑄膜液溫度至50°C，按照相關紡絲工藝參數(shù)進行中空纖維膜的制備，得到內徑0.75mm，外徑1.2mm的中空纖維超濾膜；將制備的中空纖維超濾膜放置于純水中浸泡24小時，再將其放置在甘油和水的混合溶液中浸泡24小時。3.如權利要求1所述的高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法，其特征在于樹脂的質量分數(shù)為20-25%，有機溶劑的質量分數(shù)為60-70%，成孔劑的質量分數(shù)為5-15%，交聯(lián)劑的質量分數(shù)為0.1-1%。4.如權利要求1所述的高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法，其特征在于該方法制備的中空纖維超濾膜的接觸角為45-60°，孔隙率為70-80%，拉伸強度為30-48MPa，在0.1MPa下，純水通量為350_450L/m2.h，對聚乙二醇-20000的截留率為95-99 %，爆破壓力為0.7MPa。5.如權利要求1所述的高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法，其特征在于聚砜和磺化聚砜樹脂用量的比例為6: 4，5: 5。6.如權利要求1所述的高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法，其特征在于交聯(lián)劑質量分數(shù)為0.1-1 %。7.如權利要求1所述的高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法，其特征在于交聯(lián)劑為三乙醇胺，二乙烯三胺，三乙胺中的一種或多種。8.如權利要求1所述的高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法，其特征在于凝固浴為自來水。9.如權利要求1所述的高親水性內壓式聚砜/磺化聚砜中空纖維超濾膜及其制備方法，其特征在于芯液為純水。
【文檔編號】B01D61/14GK105879696SQ201410775787
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月16日
【發(fā)明人】王薇, 梁朝霞, 張宇峰, 祁騰騰
【申請人】天津工業(yè)大學