一种亲水性聚砜类膜及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106943899A(43)申请公布日2017.07.14(21)申请号201710130243.0B01D69/06(2006.01)(22)申请日2017.03.07B01D69/08(2006.01)(71)申请人南京工业大学地址211816江苏省南京市浦口区浦珠南路30号(72)发明人李卫星殷秋邢卫红(74)专利代理机构南京天华专利代理有限责任公司32218代理人徐冬涛袁正英(51)Int.Cl.B01D71/76(2006.01)B01D71/68(2006.01)B01D71/42(2006.01)B01D67/00(2006.01)B01D69/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页(54)发明名称一种亲水性聚砜类膜及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种亲水性聚砜类膜及其制备方法，其特征在于其特征在于由聚砜类聚合物、丙烯腈-顺丁烯二酸酐聚合物组成的复合膜和涂覆复合膜上的多巴胺层组成。以聚砜类聚合物为膜材料，通过向制膜液中加入少量丙烯腈-顺丁烯二酸酐聚合物，由于此聚合物含有大量的羧基，亲水性即可以得到显著改善。之后采用多巴胺多次涂覆，进一步提高其亲水性能的同时，膜的孔径进一步降低，经过改性以后膜的亲水性得到显著改善，膜的孔径由超滤变至纳滤的范围。利用此种纳滤膜可允许无机盐和小分子通过而染料大分子被截留的特点，可应用于染料脱盐过程，将改性后的膜用于直接红染料脱盐，截留率为80～99％。CN106943899ACN106943899A权利要求书1/2页1.一种亲水性聚砜类膜，其特征在于由聚砜类聚合物、丙烯腈-顺丁烯二酸酐聚合物组成的复合膜和涂覆复合膜上的多巴胺层组成，其中复合膜的支撑层厚度为10～300μm，分离层厚度为0.1～0.5μm，多巴胺层的厚度约为50～500nm，改性后得到的亲水性聚砜类膜的膜截留分子量为500～4,000Da。2.根据权利要求1所述的亲水性聚砜类膜，其特征在于所述的聚砜类聚合物为聚砜、聚醚砜、聚苯砜或聚芳砜，其中聚砜分子量为1,700～3,500Da，聚醚砜分子量为1,000～6,020Da，聚苯砜分子量为3,000～5,000Da，聚芳砜分子量为1,000～7,700Da。3.一种制备如权利1所述的亲水性聚砜类膜的方法，其具体步骤如下：(A)配制制膜液将聚砜类聚合物、有机添加剂、无机添加剂和丙烯腈-顺丁烯二酸酐聚合物溶于有机溶剂中，混合均匀配制铸膜液原料，其中，聚砜类聚合物的质量含量为15～25％、有机添加剂的质量含量为0.1～15％、无机添加剂的质量含量为0.1～5％，丙烯腈-顺丁烯二酸酐聚合物含量0.1～5％；有机溶剂50％～84.7％；(B)膜的制备膜的制备分为平板膜或中空纤维膜的制备：平板膜的制备方法：在温度为15～30℃，湿度为30～70％下，将步骤(A)配制好的制膜液倒在玻璃板上，调节刮刀的厚度为10～300μm，刮膜速度为5～50m·min-1，空气中停留时间3～20s，将刮好的膜连同玻璃板放入凝固浴中，控制凝固浴温度为10～50℃，经漂洗处理后，得到聚砜类复合膜；中空纤维膜的制备方法：在温度为15～30℃，湿度为30～70％下，将步骤(A)配制好的支撑层铸膜液作为纺丝液，将纺丝液和芯液同时注入双通道喷丝头，其中芯液注入内芯通道，纺丝液注入外层通道，挤出制备得到中空纤维膜胚体，空气中停留时间3～20s，将制备的中空纤维胚体放入凝固浴中，控制凝固浴温度为10～50℃；(C)多巴胺多次涂覆聚砜类复合膜Tris-HCl缓冲液的配制：配制0.01～1mol·L-1的Tris溶液，用盐酸调pH至1～9，然后向缓冲液中加入多巴胺，多巴胺浓度为1～6g·L-1，将制备好的复合膜放入多巴胺溶液中，放入摇床震荡涂覆6～24h，之后，将膜取出，或放入新配制好的多巴胺溶液中再次涂覆，得到亲水性聚砜类膜。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的有机添加剂分子量为10,000～360,000Da的聚乙烯吡咯烷酮或分子量为200～10,000Da的聚乙二醇中的一种或任何几种的组合。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的无机添加剂为氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化锆或氯化锂。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于步骤A中的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜或丙酮。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于中空纤维膜的制备过程中芯液的挤出速率为1～20毫升/分钟，纺丝液挤出的速率为1～18毫升/分钟。8.根据权利要求3所述的方法，特征在于中空纤维膜的制备过程中所述的芯液为去离子水与溶剂的混合物；其中溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷2