CN1037159C - 聚丙烯腈－聚砜共混超滤膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种聚丙烯腈-聚砜共混超滤膜及其制备方法属于改性超滤膜的制造技术领域。其特征在于：聚丙烯腈和聚砜的共混比在1∶1～10∶1间，它们在铸膜液中的浓度介于10～17%间，其添加剂可以是磷酸三乙酯、或冰乙酸95%、或三乙胺、或三乙醇胺、或苯、或二乙胺，其溶剂是二甲基甲酰胺，在制备时，少量添加剂要先于溶剂加入到共聚物中。与聚丙烯腈膜或聚砜膜相比，在同样截留率下，共混超滤膜的水通量可大为增加。
Description
一种聚丙烯腈—聚砜共混超滤膜及其制备方法属于改性超滤膜的制造技术领域。
用单一聚合物制成的超滤膜，其水通量的继续增大要受到截留率下降的制约。用共聚物共混改性制成的共混超滤膜由于它可以保留每种共聚物的特性，因此，两种共聚物在一定的共混比和浓度即共混相容的条件下可解决水通量和截留率相互制约的矛盾以制得水通量及截留率都比较高的共混超滤膜。
本发明的目的就在于提供一种聚丙烯腈—聚砜共混超滤膜及其制备方法。
本发明提出的聚丙烯腈—聚砜共混超滤膜的特征在于：聚丙烯腈和聚砜这二种共聚物的共混比在1∶1～10∶1之间，在铸膜液中的浓度在10～17％之间，其添加剂是下列各类化合物中的任何一种：
(1)95％的冰乙酸；
(2)胺类中的二乙胺、三乙醇胺、三乙胺、苯胺；
(3)乙酸乙酯、乙酸甲酯、磷酸三乙酯；
(4)正乙烷；
(5)苯；
其溶剂为二甲基甲酰胺。
本发明提出的聚丙烯腈—聚砜共混超滤膜的制备方法，其特征在于：它在上述共聚物的共混比及浓度条件下，先加聚丙烯腈及聚砜，再加添加剂，最后加入溶剂，将其搅拌均匀，至少静置24小时，然后把铸膜液离心，静止脱泡蒸发一段时间，再按常规制成平板膜。
实验证明：在一定共混比及浓度下，聚丙烯腈—聚砜共混超滤膜可以在保证预期截留率条件下大大地提高其水通量。
实施例：
先请见表1。其中：PAN是聚丙烯腈，PS是聚砜，TEP是磷酸三乙酯，DMF是二甲基甲酰胺。其中，PS是棕色粒状粘度较低的一种聚砜，PAN是金山石化总厂生产的聚丙烯腈。当以磷酸三乙酯为添加剂时共聚物的相容性较好，而且在共聚物溶液中存在有尺寸较均匀的共聚物聚集体和聚集体孔，孔的尺寸也较大。从扫描电镜的照片可看出：膜的表皮层致密，故截留率较高，而其背面又有数目较多的孔，其大小均匀。从膜的断面结构中可看出：从膜的表皮层开始，其孔径逐渐扩大，指状结构十分明显，因此其水通量很大。它的性能要好得多。
在制作铸膜液时，一般是先加共聚物，再加溶剂而最后加入添加剂。本发明提出的方法是添加剂要先于溶剂而加入。其原因在于：聚丙烯腈—聚砜共混体系其相容性较差，一般作为良溶剂的溶剂对其中的一种共聚物也会成为不良溶剂，反映在共聚物加入溶剂后浆液有清晰的界面。若先加添加剂，由于其一般用量较少，分子体积也小，易于扩散渗入到共聚物分子内部，使其先溶胀以减弱大分子间的作用力，这时再加入溶剂，共聚物分子的溶解过程便易于进行，从而改善了共混物的溶解性能，形成较均匀体系，使其不相溶部分体积减少，从而改善了膜性能。
试验证明：在相同截留率下，聚丙烯腈—聚砜共混超滤膜的性能要优于其中任何一种用单一的膜材料制成的超滤膜。
表1
| 共混比PAN/PS | 用量(重量百分比) | 蒸发时间(秒) | 水通量(ml/cm2·h) | 截留率％ | ||
| 浓度(PAN/PS) | 添加剂 | 溶剂DMF | ||||
| 10∶1 | 12 | (TEP)5 | 83 | 120 | 431.6 | 79.2 |
| 14 | (TEP)5 | 81 | 8 | 110.9 | 95.2 | |
| 6∶1 | 12 | (TEP)5 | 83 | 8 | 153.8 | 80.8 |
| 14 | (TEP)5 | 81 | 8 | 80.2 | 96.7 | |
| 1∶1 | 14 | (TEP)1 | 85 | 8 | 215.0 | 95.7 |
| (TEP)5 | 81 | 8 | 201.0 | 95.6 | ||
| (TEP)5 | 81 | 8 | 98.0 | 91.1 | ||
| (TEP)17 | 69 | 8 | 52.4 | 96.3 | ||
| (冰乙酸95％)5 | 69 | 8 | 326.1 | 94.5 | ||
| (二乙胺)5 | 59 | 8 | 110.4 | 94.7 | ||
| (三乙醇胺)5 | 69 | 8 | 159.0 | 93.5 | ||
| (三乙胺)5 | 69 | 8 | 173.3 | 80.4 | ||
| (苯胺)5 | 69 | 8 | 85.3 | 92.5 | ||
| (乙酸甲酯)5 | 69 | 8 | 81.8 | 94.3 | ||
| (乙酸乙酯)5 | 69 | 8 | 112.5 | 94.5 | ||
| (苯)5 | 69 | 8 | 122.3 | 88.4 | ||
表2
| 超滤膜 | 聚合物浓度(％) | 添加剂(％) | 溶剂(％) | 蒸发时间(秒) | 水通量(ml/cm2·h) | 截留率(％) |
| 聚丙烯腈 | 14 | (TEP)5 | (DMF)81 | 8 | 71.2 | 96.5 |
| 聚砜 | 14 | 5 | 81 | 8 | l00 | 90.0 |
Claims (2)
1、一种聚丙烯腈—聚砜共混超滤膜，包含共聚物、添加剂和溶剂，其特征在于：
共聚物是聚丙烯腈和聚砜，前、后两者的共混比在1∶1～10∶1之间，它们在铸膜液中的浓度为10～17％；
添加剂是下列各类中的任何一种化合物：
(1)95％的冰乙酸；
(2)胺类中的二乙胺、三乙醇胺、三乙胺、苯胺；
(3)乙酸乙酯、乙酸甲酯、磷酸三乙酯；
(4)正乙烷；
(5)苯；
溶剂为二甲基甲酰胺。
2、根据权利要求1所述的聚丙烯腈—聚砜共混超滤膜的制备方法，其特征在于：它在权利要求1中所述的共聚物的共混比及浓度条件下，先加聚丙烯腈及聚砜，再加添加剂，最后加入溶剂，将其搅拌均匀，至少静置24小时，然后把铸膜液离心，静止脱泡蒸发一段时间，再按常规制成平板膜。
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