CN104096484A - 超滤膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种超滤膜,由包括具有式(I)或式(II)结构的聚合物和添加剂制备得到。本发明提供的超滤膜的制备方法,包括:具有式(I)或式(II)结构的聚合物与添加剂混合、反应、脱泡、制膜得到超滤膜。本发明提供的超滤膜由式(I)或式(II)结构的聚合物和添加剂制备得到,所述聚合物中含有叔胺基团,该基团的引入可以提高聚合物的亲水性,并且由该聚合物制备得到的膜通量高,抗污染性能良好,被污染后还易于清洗。实验结果表明,本发明制备得到的膜通量为486~960L/m2.h,12h内渗透通量的衰减率为34%以内。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,尤其是涉及一种超滤膜及其制备方法。
背景技术
超滤膜,是一种孔径规格一致,额定孔径范围为1-20纳米的微孔过滤膜。在膜的一侧施以适当的压力,就能筛出小于孔径的溶质分子。通常超滤膜的截留分子量范围在1000-1000000,被广泛应用于水处理、化工过滤等领域。膜污染是指在膜过滤过程中,料液中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或物理沉积作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞,使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。膜污染最常见的表现就是造成膜的透过流量大幅降低。
目前常见超滤膜有聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)等材质的。但是,这些材料制备的膜都存在亲水性差,易于被污染的问题。
现有的超滤膜的亲水改性方法主要有共混亲水材料法、表面涂层法以及表面射线辐照接枝法。其中共混亲水材料法会随着膜的使用,膜中的亲水性材料会不断被洗出,使膜的亲水性逐渐降低,膜通量也下降;表面涂层法会导致膜的初始通量偏低的问题,另外,随着使用时间的延长,膜表面容易被冲掉,进而丧失抗污染性能;而表面射线辐照接枝法,加工工艺繁琐,加工设备复杂。
发明内容
有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种超滤膜及其制备方法,本发明提供的超滤膜通量高,耐污染性良好。
本发明提供了一种超滤膜,由包括具有式(I)或式(II)结构的聚合物和添加剂制备得到;
其中,x、n为聚合度,1≤x≤20,1≤n≤10000;
Ar0选自中的一种或两种;
其中,m、n为聚合度,0≤m≤10000,1≤n≤10000;
Ar1选自 中的一种;
Ar2选自 中的一种;
Ar3选自中的一种;
R1、R2选自-H、中的一种。
本发明提供了一种超滤膜的制备方法,包括:
具有式(I)或式(II)结构的聚合物与添加剂混合、反应、脱泡、制膜得到超滤膜;
其中,x、n为聚合度,1≤x≤20,1≤n≤10000;
Ar0选自中的一种或两种;
其中,m、n为聚合度,0≤m≤10000,1≤n≤10000;
Ar1选自 中的一种;
Ar2选自 中的一种;
Ar3选自中的一种;
R1、R2选自-H、中的一种。
优选的,所述添加剂选自醇类、酮类、醚类、内酯类和溴代脂肪酸钠类中的一种或几种。
优选的,所述醇类选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、正戊醇、1-丙醇、叔丁醇、2-丁醇、异丁醇、1-丁醇、叔戊醇、异戊醇、4-甲基-2-戊醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和聚乙二醇中的一种或几种。
优选的,所述酮类选自丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、环己酮和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。
优选的,所述醚类选自乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇甲醚、三乙二醇甲醚、四乙二醇甲醚、四氢呋喃和二氧六环中的一种或几种。
优选的,所述内酯类选自丙磺酸内酯和丁磺酸内酯中的一种或几种;
所述溴代脂肪酸钠类选自溴乙磺酸钠和溴乙酸钠中的一种或几种。
优选的,所述脱泡为真空状态静置10~14h。
优选的,所述制模方法选自非溶剂诱导相转化法、表面涂层法热致成型和非溶剂诱导双层相转化成型法中的一种。
本发明提供了一种具有式(I)或式(II)结构的聚合物作为膜材料的应用。
与现有技术相比,本发明提供了一种超滤膜,由包括具有式(I)或式(II)结构的聚合物和添加剂制备得到。本发明提供的超滤膜的制备方法,包括:具有式(I)或式(II)结构的聚合物与添加剂混合、反应、脱泡、制模得到超滤膜。本发明提供的超滤膜由式(I)或式(II)结构的聚合物和添加剂制备得到,所述聚合物中含有叔胺基团,该基团的引入可以提高聚合物的亲水性,并且由该聚合物制备得到的膜通量高,抗污染性能良好,被污染后还易于清洗。实验结果表明,本发明制备得到的膜通量为486~960L/m2.h,12h内渗透通量的衰减率为34%以内。
具体实施方式
本发明提供了一种超滤膜,由包括具有式(I)或式(II)结构的聚合物和添加剂制备得到;
其中,x、n为聚合度,1≤x≤20,优选为1≤x≤10,更优选为1≤x≤5;
1≤n≤10000;优选为10≤n≤8000,更优选为50≤n≤5000;
Ar0选自中的一种或两种;
在本发明中,上述聚合物包括但不限于以下结构:
其中,m、n为聚合度,0≤m≤10000,优选为10≤m≤8000,更优选为50≤m≤5000;
1≤n≤10000,优选为10≤n≤8000,更优选为50≤n≤5000;
Ar1选自 中的一种;
Ar2选自 中的一种;
Ar3选自中的一种;
R1、R2选自-H、中的一种。
在本发明中,上述聚合物包括但不限于以下结构:
在本发明中,对于上述聚合物的来源并不进行限定,可以为市售,可以按照公开的方法制备,优选按照CN101724153A、CN101704946A或CN101735447A公开的方法制备。
在本发明中,所述添加剂优选选自醇类、酮类、醚类、内酯类和溴代脂肪酸钠类中的一种或几种;所述醇类优选选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、正戊醇、1-丙醇、叔丁醇、2-丁醇、异丁醇、1-丁醇、叔戊醇、异戊醇、4-甲基-2-戊醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和聚乙二醇中的一种或几种;更优选选自乙醇、异丙醇、正丁醇、正戊醇、1-丙醇、叔丁醇、、异丁醇、1-丁醇、叔戊醇、异戊醇、4-甲基-2-戊醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和聚乙二醇中的一种或几种所述酮类优选选自丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、环己酮和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种;所述醚类优选选自乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇甲醚、三乙二醇甲醚、四乙二醇甲醚、四氢呋喃和二氧六环醚中的一种或几种;所述内酯类优选选自丙磺酸内酯和丁磺酸内酯中的一种或几种;所述溴代脂肪酸钠类优选选自溴乙磺酸钠和溴乙酸钠中的一种或几种。
在本发明中,上述添加剂的作用可以为调节所述铸膜液的热力学稳定性、粘度、与水的相容性等参数。具体的说,所述酮类、醇类和醚类可作为铸膜液热力学稳定性调节剂;所述内酯类和溴代脂肪酸钠类为聚合物亲水改性剂。
实例反应如下:
本发明通过特定的聚合物和特定的添加剂的选择可以使得制备得到的膜通量高,耐污染性等综合性能良好。
本发明提供了一种超滤膜的制备方法,包括:
具有式(I)或式(II)结构的聚合物与添加剂混合、反应、脱泡、制模得到超滤膜;
其中,x、n为聚合度,1≤x≤20,优选为1≤x≤10,更优选为1≤x≤5;
1≤n≤10000;优选为10≤n≤8000,更优选为50≤n≤5000;
Ar0选自中的一种或两种;
其中,m、n为聚合度,0≤m≤10000,优选为10≤m≤8000,更优选为50≤m≤5000;
1≤n≤10000,优选为10≤n≤8000,更优选为50≤n≤5000;
Ar1选自 中的一种;
Ar2选自 中的一种;
Ar3选自中的一种;
R1、R2选自-H、中的一种。
在本发明中,首先将聚合物和添加剂反应、溶解。所述反应温度优选为40℃~60℃,所述反应时间优选为4~7h。所述聚合物和添加剂的质量比优选为(1~3):1。
在本发明中,所述添加剂优选选自醇类、酮类、醚类、内酯类和溴代脂肪酸钠类中的一种或几种;所述醇类优选选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、正戊醇、1-丙醇、叔丁醇、2-丁醇、异丁醇、1-丁醇、叔戊醇、异戊醇、4-甲基-2-戊醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和聚乙二醇中的一种或几种;更优选选自乙醇、异丙醇、正丁醇、正戊醇、1-丙醇、叔丁醇、、异丁醇、1-丁醇、叔戊醇、异戊醇、4-甲基-2-戊醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和聚乙二醇中的一种或几种所述酮类优选选自丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、环己酮和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种;所述醚类优选选自乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇甲醚、三乙二醇甲醚、四乙二醇甲醚、四氢呋喃和二氧六环醚中的一种或几种;所述内酯类优选选自丙磺酸内酯和丁磺酸内酯中的一种或几种;所述溴代脂肪酸钠类优选选自溴乙磺酸钠和溴乙酸钠中的一种或几种。
在本发明中,上述添加剂的作用可以为调节所述铸膜液的热力学稳定性、粘度、与水的相容性等参数。具体的说,所述酮类、醇类和醚类可作为铸膜液热力学稳定性调节剂;所述内酯类和溴代脂肪酸钠类为聚合物亲水改性剂。
实例反应如下:
本发明通过特定的聚合物和特定的添加剂的选择可以使得制备得到的膜通量高,耐污染性等综合性能良好。
在本发明中,所述溶解的溶剂优选选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜、环丁砜和四氢呋喃中的一种,更优选选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲亚砜中的一种。
在本发明中,所述溶解优选为搅拌溶解,本发明对于所述搅拌方式并不进行限定,本领域技术人员熟知的搅拌方式即可;所述搅拌反应时间优选为4~7h。
搅拌后,优选经过过滤、脱泡后制模得到超滤膜。本发明对于所述过滤方式不进行限定,本领域技术人员熟知的过滤方式即可。本发明所述脱泡优选为真空状态静置10~14h,更优选为真空状态静置11~12h。所述真空状态可以为真空泵抽气至负压状态。在本发明中,所述制模方法选自非溶剂诱导相转化法、表面涂层法热致成型和非溶剂诱导双层相转化成型法中的一种。上述方法均为本领域技术人员熟知的常规方式。
所述非溶剂诱导相转化法具体为:
将聚合物原料、溶剂、添加剂按预定比例混合,搅拌、溶解、过滤、脱泡后,得到铸膜液。用刮膜机将铸膜液刮制成初生液膜,然后将初生液膜沉入非溶剂凝固浴中,经非溶剂诱导固化成膜,经漂洗、后处理等步骤,得到目标超滤膜。
所述表面涂层法热致成型法具体为:
将聚合物原料、溶剂、添加剂按预定比例混合,搅拌、溶解、过滤、脱泡后,得到铸膜液。将该铸膜液涂覆在预先清洗干净的超滤膜表面,经加热烘干固化,得到目标超滤膜。
所述非溶剂诱导双层相转化成型法具体为:
将聚合物原料、溶剂、添加剂按预定比例混合,搅拌、溶解、过滤、脱泡后,得到铸膜液。将该铸膜液涂覆在预先清洗干净的超滤膜表面,然后将所得膜沉入非溶剂凝固浴中,经非溶剂诱导固化成膜,经漂洗、后处理等步骤,得到目标超滤膜。
本发明提供了一种具有式(I)或式(II)结构的聚合物作为膜材料的应用。
本发明采用式(I)或式(II)结构的聚合物作为膜材料;优选做为超滤膜材料,使得超滤膜通量高,耐污染性良好。在本发明中,未标明的取代基均为甲基。
在本发明中,优选采用以下方式对于制备得到的超滤膜进行性能测定:
压力0.1MPa,进水流量200L/h,测试池有效膜面积20.4cm2,温度25℃。截留的目标物质为牛血清白蛋白(Ⅴ),浓度为1000ppm。
本发明提供的超滤膜由式(I)或式(II)结构的聚合物和添加剂制备得到,所述聚合物中含有叔胺基团,该基团的引入可以提高聚合物的亲水性,并且由该聚合物制备得到的膜通量高,抗污染性能良好,被污染后还易于清洗。实验结果表明,本发明制备得到的膜通量为486~960L/m2.h,12h内渗透通量的下降率为34%以内。
为了进一步说明本发明,以下结合实施例对本发明提供的超滤膜及其制备方法进行详细描述。
实施例1
按照CN101735447A公开的方法制备得到如式(a)所示的聚合物PES-TA(n=100),将预先干燥过的上述聚合物100克、溶剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)800毫升、添加剂乙二醇单甲醚(EGM)100毫升依次加到总容积为2升的反应釜中,加热至50℃,搅拌5小时使之完全溶解。过滤、真空脱泡后在30℃的恒温室中熟化12小时。以无纺布为基材,用刮膜机在其上刮制液层厚度为150微米的初生膜,之后浸入凝固浴去离子水中成型。充分洗涤后收卷,得到超滤膜。采用本发明的方法对其进行性能测定,结果如表1所示,表1为本发明实施例1制备得到的超滤膜的性能测定结果。
表1 为本发明实施例1制备得到的超滤膜的性能测定结果
实施例2
按照CN101735447A公开的方法制备得到如式(a)所示的聚合物PES-TA(n=100),将预先干燥过的上述聚合物100克、溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)800毫升、添加剂聚乙二醇400(PEG-400)50克依次加到总容积为2升的反应釜中,加热至50℃,搅拌5小时使之完全溶解。过滤、真空脱泡后在30℃的恒温室中熟化12小时。以无纺布为基材,用刮膜机在其上刮制液层厚度为150微米的初生膜,之后浸入凝固浴去离子水中成型。充分洗涤后收卷,得到超滤膜。采用本发明的方法对其进行性能测定,结果如表2所示,表2为本发明实施例2制备得到的超滤膜的性能测定结果。
表2 为本发明实施例2制备得到的超滤膜的性能测定结果
实施例3
按照CN101735447A公开的方法制备得到如式(b)所示的聚合物PES-DT(聚合度为100),将预先干燥过的上述聚合物100克、溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)800毫升、添加剂二乙二醇二甲醚(DEGM)100毫升依次加到总容积为2升的反应釜中,加热至50℃,搅拌5小时使之完全溶解。过滤、真空脱泡后在30℃的恒温室中熟化12小时。以无纺布为基材,用刮膜机在其上刮制液层厚度为150微米的初生膜,之后浸入凝固浴去离子水中成型。充分洗涤后收卷,得到超滤膜。采用本发明的方法对其进行性能测定,结果如表3所示,表3为本发明实施例3制备得到的超滤膜的性能测定结果。
表3 为本发明实施例3制备得到的超滤膜的性能测定结果
实施例4
按照CN101735447A公开的方法制备得到如式(c)所示的聚合物PES-ETA(n=200),将预先干燥过的上述聚合物100克、溶剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)800毫升、添加剂甲基异丁酮100毫升依次加到总容积为2升的反应釜中,加热至50℃,搅拌5小时使之完全溶解。过滤、真空脱泡后在30℃的恒温室中熟化12小时。以无纺布为基材,用刮膜机在其上刮制液层厚度为150微米的初生膜,之后浸入凝固浴去离子水中成型。充分洗涤后收卷,得到超滤膜。采用本发明的方法对其进行性能测定,结果如表4所示,表4为本发明实施例4制备得到的超滤膜的性能测定结果。
表4 为本发明实施例4制备得到的超滤膜的性能测定结果
实施例5
按照CN101735447A公开的方法制备得到如式(d)所示的聚合物PEK-ETA(n=100),将预先干燥过的上述聚合物100克、溶剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)800毫升、添加剂丙磺酸内酯100毫升依次加到总容积为2升的反应釜中,加热至50℃,搅拌5小时使之完全溶解。过滤、真空脱泡后在30℃的恒温室中熟化12小时。以无纺布为基材,用刮膜机在其上刮制液层厚度为150微米的初生膜,之后浸入凝固浴去离子水中成型。充分洗涤后收卷,得到超滤膜。采用本发明的方法对其进行性能测定,结果如表5所示,表5为本发明实施例5制备得到的超滤膜的性能测定结果。
表5 为本发明实施例5制备得到的超滤膜的性能测定结果
实施例6
按照CN101735447A公开的方法制备得到如式(e)所示的聚合物PEK-TA(n=100),将预先干燥过的上述聚合物100克、溶剂二甲亚砜(DMSO)800毫升、添加剂溴乙磺酸钠100毫升依次加到总容积为2升的反应釜中,加热至50℃,搅拌5小时使之完全溶解。过滤、真空脱泡后在30℃的恒温室中熟化12小时。以无纺布为基材,用刮膜机在其上刮制液层厚度为150微米的初生膜,之后浸入凝固浴去离子水中成型。充分洗涤后收卷,得到超滤膜。采用本发明的方法对其进行性能测定,结果如表6所示,表6为本发明实施例6制备得到的超滤膜的性能测定结果。
表6 为本发明实施例6制备得到的超滤膜的性能测定结果
实施例7
按照CN101704946A公开的方法制备得到如式(f)所示的聚合物PES-BTA(n=100),将预先干燥过的上述聚合物100克、溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)800毫升、添加剂溴乙磺酸钠100毫升依次加到总容积为2升的反应釜中,加热至50℃,搅拌5小时使之完全溶解。过滤、真空脱泡后在30℃的恒温室中熟化12小时。以无纺布为基材,用刮膜机在其上刮制液层厚度为150微米的初生膜,之后浸入凝固浴去离子水中成型。充分洗涤后收卷,得到超滤膜。采用本发明的方法对其进行性能测定,结果如表7所示,表7为本发明实施例7制备得到的超滤膜的性能测定结果。
表7 为本发明实施例7制备得到的超滤膜的性能测定结果
实施例8
按照CN101704946A公开的方法制备得到如式(g)所示的聚合物PES-DTA(n=200),将预先干燥过的上述聚合物100克、溶剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)800毫升、添加剂丙磺酸内酯100毫升依次加到总容积为2升的反应釜中,加热至50℃,搅拌5小时使之完全溶解。过滤、真空脱泡后在30℃的恒温室中熟化12小时。以无纺布为基材,用刮膜机在其上刮制液层厚度为150微米的初生膜,之后浸入凝固浴去离子水中成型。充分洗涤后收卷,得到超滤膜。采用本发明的方法对其进行性能测定,结果如表8所示,表8为本发明实施例8制备得到的超滤膜的性能测定结果。
表8 为本发明实施例8制备得到的超滤膜的性能测定结果
实施例9
按照CN101704946A公开的方法制备得到如式(h)所示的聚合物PEK-DTA(n=100),将预先干燥过的上述聚合物100克、溶剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)800毫升、添加剂乙醇100毫升依次加到总容积为2升的反应釜中,加热至50℃,搅拌5小时使之完全溶解。过滤、真空脱泡后在30℃的恒温室中熟化12小时。以无纺布为基材,用刮膜机在其上刮制液层厚度为150微米的初生膜,之后浸入凝固浴去离子水中成型。充分洗涤后收卷,得到超滤膜。采用本发明的方法对其进行性能测定,结果如表9所示,表9为本发明实施例9制备得到的超滤膜的性能测定结果。
表9 为本发明实施例9制备得到的超滤膜的性能测定结果
实施例10
按照CN101704946A公开的方法制备得到如式(i)所示的聚合物PES-HQ-TA(n=100),将预先干燥过的上述聚合物100克、溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)800毫升、添加剂乙二醇单甲醚(EGM)100毫升依次加到总容积为2升的反应釜中,加热至50℃,搅拌5小时使之完全溶解。过滤、真空脱泡后在30℃的恒温室中熟化12小时。以无纺布为基材,用刮膜机在其上刮制液层厚度为150微米的初生膜,之后浸入凝固浴去离子水中成型。充分洗涤后收卷,得到超滤膜。采用本发明的方法对其进行性能测定,结果如表10所示,表10为本发明实施例10制备得到的超滤膜的性能测定结果。
表10 为本发明实施例10制备得到的超滤膜的性能测定结果
实施例11
按照CN101704946A公开的方法制备得到如式(j)所示的聚合物PES-ODP-TA(n=210),将预先干燥过的上述聚合物100克、溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)800毫升、添加剂乙二醇单甲醚(EGM)100毫升依次加到总容积为2升的反应釜中,加热至50℃,搅拌5小时使之完全溶解。过滤、真空脱泡后在30℃的恒温室中熟化12小时。以无纺布为基材,用刮膜机在其上刮制液层厚度为150微米的初生膜,之后浸入凝固浴去离子水中成型。充分洗涤后收卷,得到超滤膜。采用本发明的方法对其进行性能测定,结果如表11所示,表11为本发明实施例11制备得到的超滤膜的性能测定结果。
表11 为本发明实施例11制备得到的超滤膜的性能测定结果
实施例12
按照CN101704946A公开的方法制备得到如式(k)所示的聚合物PES-BPA-TA(n=100),将预先干燥过的上述聚合物100克、溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)800毫升、添加剂乙二醇单甲醚(EGM)100毫升依次加到总容积为2升的反应釜中,加热至50℃,搅拌5小时使之完全溶解。过滤、真空脱泡后在30℃的恒温室中熟化12小时。以无纺布为基材,用刮膜机在其上刮制液层厚度为150微米的初生膜,之后浸入凝固浴去离子水中成型。充分洗涤后收卷,得到超滤膜。采用本发明的方法对其进行性能测定,结果如表12所示,表12为本发明实施例12制备得到的超滤膜的性能测定结果。
表12 为本发明实施例12制备得到的超滤膜的性能测定结果
实施例13
按照CN101704946A公开的方法制备得到如式(l)所示的聚合物PES-ODP-TA(n=210),将预先干燥过的上述聚合物10克、溶于990克乙二醇甲醚(EGM)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合溶剂中(混合重量比例为5:1),加热至60℃,搅拌5小时使之完全溶解。过滤、真空脱泡后在30℃的恒温室中熟化12小时。利用覆膜机,将所配料液涂覆在PSF超滤膜表面上,初生膜厚度2微米。后经50℃烘干,得到超滤膜。采用本发明的方法对其进行性能测定,结果如表13所示,表13为本发明实施例13制备得到的超滤膜的性能测定结果。
表13 为本发明实施例13制备得到的超滤膜的性能测定结果
实施例14
按照CN101704946A公开的方法制备得到如式(m)所示的聚合物PES-BPA-TA(n=200),将预先干燥过的上述聚合物50克溶于950克乙二醇甲醚(EGM)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)的混合溶剂中(混合重量比例为1:5),加热至60℃,搅拌5小时使之完全溶解。过滤、真空脱泡后在30℃的恒温室中熟化12小时。利用刮膜机,将所配料液涂覆在PSF超滤膜表面上,初生膜厚度20微米,之后浸入凝固浴去离子水中成型。充分洗涤后收卷,得到超滤膜。采用本发明的方法对其进行性能测定,结果如表14所示,表14为本发明实施例14制备得到的超滤膜的性能测定结果。
表14 为本发明实施例14制备得到的超滤膜的性能测定结果
比较例1
按照CN101735447A公开的方法制备得到如式(n)所示的聚合物PES(n=100),将预先干燥过的上述聚合物100克、溶剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)800毫升、添加剂乙二醇单甲醚(EGM)100毫升依次加到总容积为2升的反应釜中,加热至50℃,搅拌5小时使之完全溶解。过滤、真空脱泡后在30℃的恒温室中熟化12小时。以无纺布为基材,用刮膜机在其上刮制液层厚度为150微米的初生膜,之后浸入凝固浴去离子水中成型。充分洗涤后收卷,得到超滤膜。采用本发明的方法对其进行性能测定,结果如表15所示,表15为本发明比较例1制备得到的超滤膜的性能测定结果。
表15 为本发明比较例1制备得到的超滤膜的性能测定结果
比较例2
按照CN101735447A公开的方法制备得到如式(o)所示的聚合物SPES(n=100),将预先干燥过的上述聚合物100克、溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)800毫升、添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)25克依次加到总容积为2升的反应釜中,加热至50℃,搅拌5小时使之完全溶解。过滤、真空脱泡后在30℃的恒温室中熟化12小时。以无纺布为基材,用刮膜机在其上刮制液层厚度为150微米的初生膜,之后浸入凝固浴去离子水中成型。充分洗涤后收卷,得到超滤膜。采用本发明的方法对其进行性能测定,结果如表16所示,表16为本发明比较例2制备得到的超滤膜的性能测定结果。
表16 为本发明比较例2制备得到的超滤膜的性能测定结果
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种超滤膜,由包括具有式(I)或式(II)结构的聚合物和添加剂制备得到;
其中,x、n为聚合度,1≤x≤20,1≤n≤10000;
Ar0选自中的一种或两种;
其中,m、n为聚合度,0≤m≤10000,1≤n≤10000;
Ar1选自 中的一种;
Ar2选自 中的一种;
Ar3选自中的一种;
R1、R2选自-H、中的一种。
2.一种超滤膜的制备方法,包括:
具有式(I)或式(II)结构的聚合物与添加剂混合、反应、脱泡、制膜得到超滤膜;
其中,x、n为聚合度,1≤x≤20,1≤n≤10000;
Ar0选自中的一种或两种;
其中,m、n为聚合度,0≤m≤10000,1≤n≤10000;
Ar1选自 中的一种;
Ar2选自 中的一种;
Ar3选自中的一种;
R1、R2选自-H、中的一种。
3.根据权利要求2所述的超滤膜的制备方法,其特征在于,所述添加剂选自醇类、酮类、醚类、内酯类和溴代脂肪酸钠类中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的超滤膜的制备方法,其特征在于,所述醇类选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、正戊醇、1-丙醇、叔丁醇、2-丁醇、异丁醇、1-丁醇、叔戊醇、异戊醇、4-甲基-2-戊醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和聚乙二醇中的一种或几种。
5.根据权利要求3所述的超滤膜的制备方法,其特征在于,所述酮类选自丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、环己酮和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。
6.根据权利要求3所述的超滤膜的制备方法,其特征在于,所述醚类选自乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇甲醚、三乙二醇甲醚、四乙二醇甲醚、四氢呋喃和二氧六环中的一种或几种。
7.根据权利要求3所述的超滤膜的制备方法,其特征在于,所述内酯类选自丙磺酸内酯和丁磺酸内酯中的一种或几种;
所述溴代脂肪酸钠类选自溴乙磺酸钠和溴乙酸钠中的一种或几种。
8.根据权利要求2所述的超滤膜的制备方法,其特征在于,所述脱泡为真空状态静置10~14h。
9.根据权利要求2所述的超滤膜的制备方法,其特征在于,所述制膜方法选自非溶剂诱导相转化法、表面涂层法热致成型和非溶剂诱导双层相转化成型法中的一种。
10.一种具有式(I)或式(II)结构的聚合物作为膜材料的应用。
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