專利名稱：多元合金膜及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬化工分離，特別是膜法分離技術的高性能多元合金膜及其制備方法。適用于液體的分離、凈化、濃縮及分級等。
用共混方法對聚合物進行改性，以提高所成聚合物合金的綜合性能，這在塑料、橡膠及紡織等工業(yè)領域中已普遍應用。同樣以共混方法制備聚合物合金膜，不僅在膜的物理、機械性能方面會有所提高，而且在膜孔徑及其分布的控制，孔隙率的提高，改善親疏水性能，改進膜的荷電性能，增強膜的抗污染能力和擴大膜用聚合物材料等諸方面都會產(chǎn)生顯著的影響。但國內外有關共混制備合金膜至今報導甚少，且大多為單一的聚合物膜，已工業(yè)化的二元共混膜有硝化纖維素-醋酸纖維素(CN-CA)微孔膜和醋酸纖維素-三醋酸纖維素(CA-CTA)反滲透膜，而對聚砜-磺化聚砜(PSF-S-PSF)二元共混超濾膜也僅進行一些研究。上述的兩種已工業(yè)化聚合物的二元混膜，雖然比單一聚合物膜在物理、機械性能等方面有較大提高，但膜的孔徑分布相對較寬，孔隙率、親疏水性及抗污染能力等方面均相對較低，膜用聚合物材料較為單一。
本發(fā)明的目的是擴大膜用聚合物材料，改進膜的結構，提高膜的綜合性能，提供一種比現(xiàn)有二元共混膜孔徑分布更窄、孔隙率更高、可較大范圍改變親疏水性和荷電性能的多元聚合物合金膜及其制備方法。
本發(fā)明的多元合金膜及其制備方法，包括共混聚合物、溶劑及添加劑的選擇；共混聚合物溶液比例組成；共混聚合物溶液凝膠過程和成膜過程等。
本發(fā)明的詳細說明。
本發(fā)明的多元合金膜及其制備方法是1、形成聚合物制膜溶液。制膜溶液配制步驟是，在常溫條件下將聚合物投加于溶劑中攪拌至溶解后再加入添加劑，攪拌至完全溶解，其中，聚合物占10-40%(重量)、溶劑占50-90%(重量)、添加劑占30-40%(重量)。這里聚合物是根據(jù)聚合物的分子結構特點和溶解度參數(shù)等選取，可以是聚砜類、聚丙烯睛類、纖維素類、聚氟乙烯類或聚氯代烴類等，本發(fā)明中使用的共混聚合物為聚砜類，如聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚醚醚酮(PEEK)、磺化聚砜(S-PSF)和磺化聚醚砜(S-PES)等；溶劑是根據(jù)聚合物之間和與溶劑之間相互作用的定量關系選取，如對于聚砜類聚合物，可選用N-甲基吡咯啉酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亞砜(DMSD)等，溶劑可單一使用，也可以是上述溶劑的混合物；添加劑，它起致孔作用，也可調節(jié)溶液的粘度，應選用與溶劑和水相溶，與聚合物也相溶的化合物，如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、磷酸三乙脂(TEP)、磷酸三丁酯(TBP)、丙酸(PA)、丁酸(BA)、順丁烯二酸(MA)、丙酮(Acl)、丁酮(BUL)、醇類(Alcs)、鹽類(Sal)等，添加劑可單一使用，也可用這些添加劑的混合物。
2、過濾和脫泡。將上述制備的聚合物制膜溶液在常溫0.1-0.6MPa壓力條件下，徑200目的棉布或滌綸布過濾，以除去其中雜質和不溶物。壓力視溶液粘度而定。過濾后的制膜溶液于55-65℃溫度，下靜置脫泡至少8小時后，冷至室溫備用。
3、凝膠成膜。在潔凈及常溫條件下，將經(jīng)過濾和脫泡的聚合物制膜溶液用刮刀涂成薄層，厚度一般為0.05-0.2mm，在空氣中停留0-60秒，然后浸入凝膠液中至少30分鐘，取出徑純水沖洗后，存放于純水中。凝膠液可以是純水，也可以上2-10%的無機鹽溶液，NaCl、CaCl2、Na2SO4、MgSO4等或2-10%的稀溶劑溶液，如DMF、NMP、DMAc、DMSO等。多合金膜可以用滌綸織物和聚丙烯織物增強。
本發(fā)明所提供的多元合金膜及其制備方法，可制取多種聚合物系列的多元合金膜，與現(xiàn)有制膜技術相比，本發(fā)明有以下突出的優(yōu)點1)極大地擴大了膜用聚合物材料范圍，不僅單一聚合物，而且?guī)追N聚合物共混也可作為制膜材料；2)調節(jié)多元合金膜的各組成比例，可A制備孔徑分布更窄、孔隙率更高的膜；B、制備不同親疏水性能和不同荷電性能的膜，從而制取抗污染能力強的膜；C、制備綜合性能優(yōu)異的膜，以滿足各種條件下的應用。
本發(fā)明多元合金膜制備方法適用于制備多元合金納濾、超濾和微濾膜。
實施例1取聚醚砜80克、聚砜20克加入360克二甲基甲酰胺中，攪拌使全部溶解，再加入40克聚乙二醇-2000，得二元合金制膜溶液。室溫下用200目棉布，0.15MPa壓力下過濾，在60℃靜置脫泡8小時，冷卻至室溫，用刮刀刮涂在無紡布上，膜液厚度0.15mm，在空氣中停留0-2秒后浸入純水中凝膠，1小時后取出成膜并用純水洗滌2-3次，取出貯存?zhèn)溆?。該膜純水通量?0.0ml/cm.h，對牛血清蛋白(分子量67000)0.1Wt%水溶液的截留率為90%。
實施例2取聚醚砜56克，聚砜14克，磺化聚砜30克加入360克二甲基甲酰胺中，攪拌至全部溶解，再加入40克聚乙二醇-2000，攪拌至全部溶解，得三元共混制膜溶液，同實施例1方法制膜，不同之處是凝膠液5Wt%的NaCl水溶液。該膜純水通量為12.0ml/cm.h，對細胞色素C(分子量12500)0.1Wt%水溶液的截留率為94.4%，同時，膜表面呈強親水性。
權利要求
1.一種多元合金膜及其制備方法，其特征是多元合金膜由多種聚合物溶于溶劑中形成聚合物共混溶液，并加入添加劑形成多元合金制膜溶液，各成份配比為，聚合物10-40%(重量)，溶劑50-90%(重量)，添加劑3-40%(重量)；多元合金制膜溶液經(jīng)過濾及脫泡；在潔凈條件下涂成薄層，并在空氣中停0-60秒鐘后浸入凝膠液至少30分鐘，取出，用純水沖洗后存放于純水中。
2.根據(jù)權利要求1的多元合金膜及其制備方法，其特征是聚合物為聚砜類，如聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、磺化聚砜和磺化聚醚砜等。
3.根據(jù)權利要求1的多元金膜及其制備方法，其特征是聚合物為聚丙烯睛類、纖維素類、聚氟乙烯類或聚氯代烴類等。
4.根據(jù)權利要求1的多元合金膜及其制備方法，其特征是溶劑為N-甲基吡咯啉酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜等，溶劑可單一使用或上述溶劑的混合物。
5.根據(jù)權利要求1的多元合金膜及其制備方法，其特征是添加劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙二醇、磷酸三乙脂、磷酸三丁脂、丙酸、丁酸、順丁烯二酸、丙酮、丁酮、醇類、鹽類等，添加劑可單一使用，也可用上述添加劑的混合物。
6.根據(jù)權利要求1的多元合金膜及其制備方法，其特征是多元合金制膜溶液過濾壓力為0.1-0.6MPa。
7.根據(jù)權利要求1的多元合金膜及其制備方法，其特征是多元合金制膜溶液脫泡溫度為55-65℃。
8.根據(jù)權利要求1的多元合金膜及其制備方法，其特征是多元合金薄層厚度為0.05-0.2mm。
9.根據(jù)權利要求1的多元合金膜及其制備方法，其特征是凝膠液為純水或2-10%的無機鹽溶液，如NaCl、CaCl2、Na2SO4、MgSO4等或2-10%的稀溶劑溶液，如DMF、NMP、DMAc、DMSO等。
全文摘要
一種屬膜分離技術的高性能合金膜及其制備方法。該膜由聚合物10—40％(重量)、溶劑50—90％、和添加劑3—40％形成多元合金制膜溶液，經(jīng)過濾和脫泡后刮涂成0.05—0.2mm薄層，再經(jīng)凝膠、水洗而成。用本發(fā)明方法制備多元合金膜具有制膜材料范圍廣泛，調節(jié)制膜溶液的各組成比例，可制備孔徑分布窄，孔隙率高，不同親疏水性和荷電性能及抗污染和綜合性能優(yōu)異，適用于各種使用條件下的膜。
文檔編號B01D71/06GK1109380SQ9410321
公開日1995年10月4日 申請日期1994年3月26日 優(yōu)先權日1994年3月26日
發(fā)明者高從階, 俞三傳 申請人:國家海洋局杭州水處理技術開發(fā)中心