CN108786503A - 聚砜中空纤维膜的改性方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚砜中空纤维膜的改性方法。本发明利用超声波的声空化作用使聚合物大分子或小分子裂解产生自由基，以辅助引发单体接枝在基膜表面，形成改性薄层，提高PSF基膜的亲水性和抗污染性能。并发现了本发明在改性液和超声处理的共同作用下，能获得适合于水处理领域和新能源电池领域的PSF膜。

Description

聚砜中空纤维膜的改性方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体为一种聚砜中空纤维膜的 改性方法。

背景技术

现今这个科技发达、人类进步的互联网技术时代，工业发展飞速， 给人类带来了很大的福利，通讯便捷，出行便利，但也让人类同时面 临着一系列的难题。譬如环境污染、温室效应、资源欠缺等。在我国 这样工业发展迅速和能源需求增大的情况下，随着化石能源的短缺， 环境污染的日趋加重，开发利用一种洁净无污染的资源是大势所趋， 我国推动并采取可持续发展策略，洁净无污染的绿色能源开始蓬勃发 展，新能源电池技术就是一个相较颇好的例子，它愈发的日渐得到人 们的存眷。在研究使用的很多种新能源电池中由于锂离子电池拥有的 安全性、可靠性、寿命长、能量高等优良性能，理所当然便是新型电 源的研究焦点。最近几年以来，我国的新能源电池技术的开发利用越 来越广泛，国家也对此寄予厚望，大力推广。而随着新能源电池的广 泛普及推广，电池隔膜材料的需求量也在不停的增加，但国内的隔膜 工艺技术并不是很完善，相对国外来说发展非常缓慢，因此隔膜材料 基本上是靠进口为主，这种情况下，迫切需要以提高国内隔膜工艺质 量技术指标来增大社会经济效益，减少其进口数额，所以，对于隔膜 材料的研究在材料产业发展和经济效益方面都有着相当重要的跨时 代意义。

新能源电池和传统的化学电池之间相比较的话，新能源电池是一 种不需要通过燃烧就可以经过电化学反应的方式把化学能直接就转 化为电能的设备。在转化过程中，新能源电池的转化过程不受卡诺循 环的限制，高效清洁无污染，与化学原电池颇为类似。新能源电池技 术作为现阶段解决环境污染与能源短缺两大难题的主要技术，潜力巨 大。如今世界各国都在大力于新能源电池的研究开发，尤以美国为主， 美国对于新能源电池的研究是最先开始的，目前为止美国拥有着很强 大的理论知识和研究基础，经验丰富。其他各国随后也开始了新能源 电池的研究，而我国在这方面的研究相对于国外起步较晚，研究过程 中也存在很多难题，在技术和理论上与国外都有着差距，也导致了现 在能源转化技术欠缺。但无论如何，世界各国在新能源电池研究的领 域中都有着很大的收获，研究产品已经上市。而研究步伐也会有进一 步发展。

新能源电池包含有铅酸蓄电池、锂离子电池、燃料电池、太阳能 电池、镍氢电池、镍隔电池、原电池等。其中，锂离子电池固然说是 在1991年实现商业化，但其产业发展速度是较快的，近十来年，智 能手机、平板电脑在社会应用上潮流般的盛行，在很大程度上使锂离 子电池行业能够快速发展^[4]。除此之外，锂离子在动力电池范畴方面 技术逐步成熟，并开始应用在新能源汽车等领域。目前已经投入研究 利用的车用蓄电池中最有发展前景的差不多就数锂离子电池高居首 位了。

电池隔膜材料分为织造膜、非织造膜、微孔膜、隔膜纸、复合膜 等几个大类。其中，聚烯丙烯、聚乙烯、聚偏氟氯乙烯等聚合物膜是 现在研究利用较为广泛的膜材料。

近些年以来，高分子膜普遍应用在各种气体、液体分离的领域中， 例如微滤、超滤、反渗透和纳滤等，而聚砜膜凭借其优异的性能成为 运用范围最广的几种高分子膜之一。聚砜是一种耐温且高强度的工程 塑料，具有优异的抗蠕变性能，其主要包含有双酚型聚砜、聚芳醚砜、 酚酞型聚醚砜和聚醚酮等，主要用于反渗透膜和纳滤膜的底膜、气体 分离膜、可耐蒸汽杀菌的超滤微滤膜；其磺化物还能制备离子交换膜 和荷电超滤膜。

聚砜的性能比较优异。但聚砜具有低表面能，亲水基团含量少， 有着很强的疏水性。在使用过程中容易出现蛋白质等有机物质在膜表 面吸附和沉积而受污染，使膜的通量降低，从而增加了膜的清洗频率， 性能降低，这样的话，也会导致膜的运用寿命大打折扣。因此，为了 改善隔膜材料与电解液及电极之间的相容性，提高膜的综合性能，增 加膜的使用寿命，扩大膜的适用范围，曾经有人提出有两种解决办法， 其一是合成一种新膜，其二是对膜进行一系列的改性处理措施。很显 然，经过长时间的探索，第二个方法行之有效。

聚砜膜拥有良好的通透性，优良的耐温效果，较高的机械强度， 还有非常优良的耐溶剂性。但在使用过程中引起的膜污染问题也相当 严重，就会导致膜的通水率较低。其中又因为对膜之间的压实，浓差 极化和膜污染等问题难以区分开来，由此使得膜污染的机理至今为止 都仍然难以弄明白，最终导致膜的污染问题迟迟得不到解决。在现在 的科学领域中，各种改性的方法都或多或少的存在着不少的问题。比 如：表面涂覆法的耐久性比较差，表面活性法的活性剂容易流失，等 离子体处理法的工艺非常复杂，成本很高等。研究者们针对以上问题 分别提出了以下的改进方法，如：利用辐照技术将丙烯酸采用接枝聚合反应聚合在聚砜膜的表面，借此来提高膜的抗蛋白污染的性能；使 用臭氧处理来提高聚砜膜的亲水性；在膜材料的表面利用化学反应的 方法来改善膜表面的亲水性能；也可以通过介质改性提高膜的渗透通 量、对水的浸润性和抗污染能力等。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种聚砜中空纤维膜的改性 方法，它能显著提高产品的性能，使其适于水处理领域和新能源电池 领域，以克服现有技术的不足。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：聚砜中空 纤维膜的改性方法，包括如下步骤：

1)配制改性液：聚二甲基二烯丙基氯化铵溶解在40-60℃的蒸 馏水中，并搅拌均匀，获得改性液；

2)将聚砜中空纤维膜卷环状，并使其完全浸泡在改性液中；

3)向改性液中通入超声，并使改性液的反应温度为50～60℃， 反应0.5-1.5小时；

4)反应结束后，将经过反应的聚砜中空纤维膜取出，并摊平放 置，在60-70℃下烘干8-12小时，获得改性的聚砜中空纤维膜。

改性液中，聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量浓度为2-10％。

所述的超声功率为200-500W。

为了验证本发明的技术效果，发明人进行了如下实验：

1.1实验材料

聚砜中空纤维膜；聚二甲基二烯丙基氯化铵(PolyDADMAC)， 宜兴市清泰净化剂有限公司；WD3168环氧树脂灌封胶A组份、 WD3168环氧树脂灌封胶B组份，上海康达化工新材料股份有限公 司；蒸馏水。

1.2实验设备

数显恒温水浴锅DRHH-2，上海双捷实验设备有限公司；雷士超 声、超声波清洗机，无锡雷士超声波设备有限公司；电热鼓风干燥箱 (101-2AB型)，天津市泰斯特仪器有限公司；相差显微镜，日本JVC 公司、北京杰伟世视音频设备有限公司；Nicolet iS50型傅里叶变换 红外光谱(FTIR)仪，美国Thermo公司；场发射扫描电子显微镜 QuantaFEG250(型号)，美国FEI公司；分析天平，贵阳大东电子衡 器厂；空压软管；高压隔膜泵(DP-125)，上海新西山实业有限公司； 镊子；玻璃棒；烧杯；玻璃板。

1.3实验过程

本实验主要过程有：

聚砜中空纤维膜的改性方法，包括如下步骤：

1)配制改性液：聚二甲基二烯丙基氯化铵溶解在40-60℃的蒸 馏水中，并搅拌均匀，获得改性液；

2)将聚砜中空纤维膜卷环状，并使其完全浸泡在改性液中；改 性液中，聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量浓度为2-10％。

3)向改性液中通入超声，并使改性液的反应温度为50～60℃， 反应0.5-1.5小时；超声功率为200-500W。

4)反应结束后，将经过反应的聚砜中空纤维膜取出，并摊平放 置，在60-70℃下烘干8-12小时，获得改性的聚砜中空纤维膜。将烘 干的膜取出来装入袋中并贴好标签以好区别开来。

表1实验条件1-改性液浓度的影响

表2实验条件2-超声时间的影响

表3实验条件3-超声功率的影响

1.4聚砜膜的性能测试与表征

1.4.1改性膜孔径的测量

在相差显微镜的玻璃片上贴上双面胶，把改性膜切成0.5cm左右 的小段，竖直贴放在玻璃片上，在切段过程中刀片下刀方向要垂直于 膜，尽量不要使膜截面受到挤压，将玻璃片固定在显微镜下，打开电 脑中的测试程序，设置好焦距、光线强度等，调节显微镜下的移动板 找到膜的影像截图，利用三点画圆法画得一个圆，由此测出孔径。

1.4.2改性膜纯水通量的测量

将改性膜做成组件。把空压管剪成大约一指的长度，WD3168环 氧树脂灌封胶A、B组份按照二比一的比例配置成灌封胶，用滴管将 配置好的灌封胶缓慢加入剪好的空压管中，加入过程要缓慢，不要进 入空气，否则会影响纯水通量的测量，并把改性膜两端合并在一起放 入管中，静置48小时以上，待其中的灌封胶晾干，便做成了组件。

用高压隔膜泵采用外压法测量纯水通量，先把组件放入蒸馏水中 浸泡两小时，再将其放入测量装置中，将压力调至0.15MPa进行预压， 预压时间为半小时，再将压力调至0.1MPa，用量筒测量在一定时间 内通过膜的水的体积。

用公示(1)计算纯水通量：

式中，J为被测膜的纯水通量，L/(m²·h)；Q为一定时间内的纯 水流量，L；A为膜的有效面积，m²；t为纯水通量测试过程的测试 时间，h。

1.4.3改性膜的红外光谱分析测试

本实验中，采用衰减全反射(ATR)法来获得膜的红外光谱图。 衰减全反射法的原理是以红外辐射在两种介质的界面会发生光内反 射，测量过程不伤害膜的结构，达到“无损要求”的条件，并且难制 备样品的物质也可测量，测量时间短且测量精度高，在测量过程中， 红外辐射穿进物质表面一定的深度后被反射出去，当红外辐射穿入物 质表面时若存在部分入射辐射被吸收时，则表明该处存在某种介质的 吸收区，在红外光谱图中该频率处会出现吸收带，形成波峰^[26]。将改 性聚砜膜制样后用Nicolet iS50型傅里叶变换红外光谱仪检测，形成 不同变量下的红外光谱图。

1.4.4扫描电镜检测改性膜表面结构

扫描电镜检测膜主要是为了表征膜的表面结构形貌，据此即可知 道经过实验膜的结构变化。在本实验中，检测观察使用的是Quanta FEG 250场发射扫描电子显微镜。将已经进行改性处理的中空纤维膜 用刀片斜向切割，使其露出内表面，再将切割好的膜样品用喷金装置 进行喷金处理，之后便用电子显微镜观察改性膜的表面结构样貌，在 观察过程中，改变观测倍数得到不同倍数下的样品表面结构形貌图。

2.1溶液浓度对聚砜膜性质的影响

(1)溶液浓度对改性聚砜膜孔径的影响

根据检测观察到的数据，溶液浓度改变对膜孔径大小的变化规律 如表1所示，其中改性液0为未经过改性的聚砜膜，此处用作对比。

表4溶液浓度对孔径的影响

从表4中，可以看出，

随着改性液中聚二甲基二烯丙基氯化铵(PolyDADMAC)的含 量增加，改性聚砜膜的孔内径减小；但孔外径的变化却较反常，当 PolyDADMAC含量较小(1g)时，外径没有变化，当PolyDADMAC 含量增大(3g)时，孔外径开始明显的下降，当PolyDADMAC含量 继续增大(5g)时，孔外径反而增大。可见，聚砜膜表面发生接枝反 应后随着PolyDADMAC含量增加孔内径减小，外径与PolyDADMAC 含量有关。

(2)溶液浓度对改性聚砜膜纯水通量的影响

根据测量结果，运用公示(1)计算出各改性膜纯水通量大小。表 5所示 为溶液浓度改变对纯水通量的变化规律。

从表4中，可以看出，随着改性液中聚二甲基二烯丙基氯化铵 (PolyDADMAC)的含量增加，改性聚砜膜的纯水通量呈明显的增 大趋势。表明PolyDADMAC已接枝到聚砜膜的表面，且随着 PolyDADMAC浓度的逐渐增大纯水通量也越来越大。

表5溶液浓度对纯水通量的影响

(3)不同溶液浓度改性聚砜膜的红外光谱分析

根据检测结果，画出红外光谱图。图3所示为溶液浓度改变时改 性膜的红外光谱图。

图1表明未改性的聚砜膜没有-OH的振动吸收峰(3250～3550 cm^-1)，而改性后的聚砜膜-OH的振动吸收峰峰值有所加强，且随着聚 二甲基二烯丙基氯化铵含量的增大峰值增强得越大，也越明显，即-OH 的振动吸收峰越来越大。

(4)不同溶液浓度改性聚砜膜的扫描电镜分析

根据扫面电镜观测结果，溶液浓度不同时改性聚砜膜的表面结构 如图2所示，图中的表面结构图均为观测倍数为2万倍时的观测结果。

图2表明未改性处理的聚砜膜膜孔呈排布紧致细密的海绵状结 构，分布均匀。改性1的图为改性液中聚二甲基二烯丙基氯化铵(PolyDADMAC)的含量为1g时的膜表面结构图，图中能看到的膜 孔很少，其余皆为比较平整光滑的亲水涂层，表明亲水的聚二甲基二烯丙基氯化铵已经与聚砜膜很大程度的相结合在一起；改性2图为改 性液中PolyDADMAC含量为3g时的膜表面结构图，图中能明显看 到膜孔，涂层呈凝胶状，表面颇有些凹凸不平，但分布均匀，表明聚 二甲基二烯丙基氯化铵在聚砜膜表面的结合较少。改性3为改性液中PolyDADMAC含量为5g时的膜表面结构图，图中已经可以很清楚的 看到膜孔，还存在中空的块状大孔结构，涂层物质紧密结合，属于硬 性粘接，分布也不均匀，出现很多絮状凸起，表明聚二甲基二烯丙基 氯化铵与聚砜膜的结合不紧密。

由此可得，随着改性液浓度的增加，聚二甲基二烯丙基氯化铵在 聚砜膜表面的聚合反应越来越弱，完全接枝在膜表面的物质越来越 少，也就是说，能发挥作用的改性聚砜膜的亲水涂层越来越薄，亲水 性也会随之降低，对聚砜膜的改性处理并不是改性液浓度越大越好。

3.2超声时间对聚砜膜性能的影响

(1)超声时间对改性聚砜膜孔径的影响

根据检测观察到的数据，超声时间的长短对膜孔径大小的变化规 律如表6所示，其中改性液0为未经过改性的聚砜膜，放在此处用作 对比。

表6超声时间对孔径的影响

从表6中，可以观察到，随着超声时间的逐渐增长，改性聚砜膜 的孔径都发生了变化，但与溶液浓度改变时孔径变化相比，超声时间 长短改变对膜孔径的影响没有太明显的规律可循，改性膜的孔内外径 之间的大小改变都不算太大，皆在误差范围之内，仅仅相差几个μm。

表6表明，改性膜相较未改性膜孔内径显著减小，当超声时间为 1.5h时，改性膜的孔内径减小量最大，超声1h时减小量最小。然而 改性膜与未改性膜孔外径并没有太大变化。

(2)超声时间对改性聚砜膜纯水通量的影响

根据测得的水流量，运用公示(1)计算出各改性膜纯水通量的 大小。表7所示为超声时间的长短改变对纯水通量的影响变化规律。

表7表明，超声时间的变化使改性膜的纯水通量发生了明显的变 化。当超声时间为0.5h时改性膜的纯水通量相较未改性膜显著增加， 随着超声时间延长到1h,纯水通量继续增大，当超声时间为1.5h时， 改性膜的纯水通量却降低了，甚至比未进行处理的膜还要低。可见， 超声时间太长反而会影响膜的纯水通量。

表7超声时间对纯水通量的影响

(3)不同超声时间改性聚砜膜的红外光谱分析

根据检测结果，画出红外光谱图。图3.3所示为超声时间发生改 变时改性聚砜膜的红外光谱图。

红外光谱图中，频率在3250～3550cm^-1范围内是羟基的振动吸 收峰。图3表明，在超声功率为350W的条件下，改性聚砜膜和未改 性的聚砜膜相比较，在3250～3550cm^-1范围内的振动吸收峰峰值都 有所增加，表明经过一定时间超声处理后聚砜膜的亲水性都能得到很 大的提高。

图3表明，随着超声时间延长，羟基的振动吸收峰先减少后增加， 超声时间在1h时吸收峰峰值达到最小，而在0.5h和1.5h时吸收峰的 峰值很明显增大。表明超声时间对改性聚砜膜的亲水性有显著影响。

(4)不同超声时间改性聚砜膜的扫描电镜分析

根据扫面电镜观测结果，超声时间长短不同时改性聚砜膜的表面 结构如图4所示，图中的表面结构图均为观测倍数为2万倍时的观测 结果。

从图4中，可以看出，改性后的聚砜膜与未改性的膜相较来说， 都有着亲水涂层的结合，与未改性聚砜膜排布紧密细致的海绵状孔不 同，改性聚砜膜膜孔都较为稀疏且不均匀。改性4为超声时间为0.5h 时的改性聚砜膜表面结构，图中膜孔分布无规律，有些地方膜孔较少， 有些地方膜孔为较紧致海绵状结构，亲水涂层上部分涂层有枝状晶体 脱落情况出现，膜孔少的区域则涂层较厚但表面很不平整；改性5为 超声时间为1h的改性膜表面结构图，图中膜孔非常少，且涂层表面 均匀平整，存在絮状凸起但没有散落；改性6为超声时间为1.5h的 改性膜表面结构图，图中很明显的看到膜孔，膜孔分布稀疏但均匀的 排布在表面上，涂层厚薄不均匀，涂层表面存在颗粒状大孔存在，并 且涂层之间为一种硬性相互粘结。由此可得，随着超声时间的增长， 改性聚砜膜的表面涂层结构并不是呈线性变化，会先减小后增加，当 时间越来越长时，膜孔会越来越清楚，涂层厚度越来越不均匀，表面 有明显的厚薄涂层的界限，涂层变薄速率比增加的大得多

图4表明改性膜较未改性膜膜孔较稀疏且不均匀，在超声时间较 短则松散，时间较长则硬性粘接，比较而言，当超声时间为1h的改 性聚砜膜较好。

3.3超声功率对聚砜膜性能的影响

(1)超声功率大小对改性聚砜膜孔径的影响

根据检测观察到的数据，超声功率发生改变对膜孔径大小的变化 规律如表8所示，其中改性液0为未经过改性的聚砜膜，此处用作对 比。

从表8中，可以观察到，经改性处理的聚砜膜与未改性的膜相比 较，膜孔内外径都有所减小。随着处理改性液的超声功率逐渐加强， 改性聚砜膜的孔内径逐渐增大，且增加趋势相当明显。而改性膜的孔 外径受超声功率的影响就比较小，与未改性的膜相比虽然有一定的减 小，但是减小量非常小。当超声功率为350W时，改性膜孔外径最小， 超声功率为200W和500W时改性膜孔径相同。由此可得，

超声功率的改变对改性聚砜膜的孔内径的影响很显著，超声功率 越大，孔内径越大，但对于改性膜的孔外径影响非常小，几乎无影响。

表8超声功率对孔径的影响

(2)超声功率大小对改性聚砜膜纯水通量的影响

根据测得的水流量，运用公示(1)计算出各改性膜纯水通量的 大小。表9所示为超声功率的大小改变对改性聚砜膜纯水通量的影响 变化规律。

表9超声功率对纯水通量的影响

从表9中，可以观察到，改性处理后的聚砜膜与未改性的膜相比 较来说，纯水通量都发生了变化，但数据之间较为散乱，无明显的规 律。随着超声功率的增加，纯水通量先增加到一个较大的数值上，而 后又降下来。

当超声功率为200W时，改性膜的纯水通量很少，比未改性的膜 的纯水通量还要少，没有达到改性的目的。当超声功率逐渐增大至 350W时达到最大值，改性膜的纯水通量大约为未改性膜的两倍，超 声功率继续增大至500W时，改性膜的纯水通量又逐渐降下来，但也 比未改性膜的略大一些。由此可得，处理改性液时，超声功率不宜过 大也不宜过小。

(3)不同超声功率改性聚砜膜的红外光谱分析

根据检测结果，画出红外光谱图。图5所示为超声功率改变时改 性膜的红外光谱图。

图5表明，改性处理的膜与未经改性的膜相比，羟基的振动吸收 峰(3250～3550cm^-1)峰值都有所加强，这表明在一定功率的超声处 理下，聚砜膜的亲水性有所提升。随着超声功率的逐渐增大，羟基的 振动吸收峰峰值逐渐增强，表明改性聚砜膜的亲水性越来越强。可见， 增大改性液处理时的超声功率，会显著增加改性膜的亲水性。

(4)不同超声功率改性聚砜膜的扫描电镜分析

根据扫面电镜观测结果，超声功率大小不同时改性聚砜膜的表面 结构如图6所示，图中的表面结构图均为观测倍数为2万倍时的观测 结果。

图6中，超声功率为200W时的改性膜表面结构图为改性7，图 中膜孔较少，分布稀疏，涂层表面出现大量大孔结构；超声功率为 350W时的改性膜结构图为改性8，图中膜孔非常少，很不明显，涂 层较厚，涂层表面有少许凹凸不平，涂层存在少量凝胶状絮状凸起， 可能会导致在使用过程出现涂层脱落的情况，影响使用性能；超声功 率为500W时的改性膜表面结构图为改性9，图中膜孔很少，比改性 7图中的膜孔都少，但涂层呈现大块状，多处出现散乱的脱落状态， 涂层结合之间并不紧密，结合力很小，这种会导致在使用过程中涂层 轻易的大量脱落，影响膜的性能，引起使用介质污染。由此可得，

随着超声功率的逐渐增加，改性膜膜孔都较少，表明膜表面已形 成亲水涂层，但涂层之间的结合力却逐渐减小，最表面的涂层在超声 功率最大时甚至出现块状松动现象，所以超声功率并不是越大越好， 比较而言，超声功率为350W时最好，未存在大孔结构，虽然有絮状 凸起，但只是少量，脱落的可能性小，对膜的亲水性能影响较小。

3.4结论

通过超声条件下对聚砜膜进行研究，并对改性膜采用孔径测量、 纯水通量测量、红外光谱分析和扫描电镜检测方法进行检测表征，获 得以下结论。

(1)改性后膜表面有亲水涂层附着，膜孔厚度增加。

(2)改性后膜纯水通量变化较大，溶液浓度增加，纯水通量逐 渐增大；随着超声时间增长，纯水通量先增大，时间继续增大纯水通 量受抑制而减小，超声时间为0.5h和1.5h时纯水通量都较小，超声 时间为1h时最大；超声功率增大时，纯水通量先增大后随着功率继 续增大受抑制而减小，超声功率为300W时纯水通量最大。

(3)改性后膜红外光谱图中，溶液浓度增大时，羟基振动峰逐 渐增强；超声时间增加时，羟基振动吸收峰先降低后增强，当超声时 间为1h时，吸收峰峰值最弱；超声功率增大时，羟基振动吸收峰逐 渐增强，达到500W时吸收峰峰值最大。

(4)改性后膜扫描电镜图中，溶液浓度增加，改性膜表面涂层逐 渐增厚，逐渐变为硬性粘接，出现中空大孔；超声时间变化时，当超 声时间过短(0.5h)涂层出现枝状晶粒脱落，当超声时间过长(1.5h)， 涂层出现硬性粘接；超声功率变化时，当超声功率较小(200W)涂层 出现大孔，超声功率较大(500W)时出现块状脱落。

有益效果

与现有技术相比，本发明利用超声波的声空化作用使聚合物大分 子或小分子裂解产生自由基，以辅助引发单体接枝在基膜表面，形成 改性薄层，提高PSF基膜的亲水性和抗污染性能。并发现了本发明在 改性液和超声处理的共同作用下，能获得适合于水处理领域和新能源 电池领域的PSF膜。

附图说明

图1不同溶液浓度下制备的改性聚砜膜红外光谱图；

图2溶液浓度对改性聚砜膜表面形貌的影响；

图3超声时间改变时改性聚砜膜的红外光谱图；

图4超声时间对改性聚砜膜表面形貌的影响；

图5不同超声功率下制备的改性聚砜膜红外光谱图；

图6不同超声功率下制备的改性聚砜膜表面形貌。

具体实施方式

本发明的实施例：聚砜中空纤维膜的改性方法，包括如下步骤：

1)配制改性液：聚二甲基二烯丙基氯化铵溶解在50℃的蒸馏水 中，并搅拌均匀，获得改性液；

2)将聚砜中空纤维膜卷环状，并使其完全浸泡在改性液中；

3)向改性液中通入超声，并使改性液的反应温度为60℃，反应 1小时；超声功率为300W。

4)反应结束后，将经过反应的聚砜中空纤维膜取出，并摊平放 置，在6℃下烘干10小时，获得改性的聚砜中空纤维膜。

改性液中，聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量浓度为5％。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术 人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这 些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权 利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种聚砜中空纤维膜的改性方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)配制改性液：聚二甲基二烯丙基氯化铵溶解在40-60℃的蒸馏水中，并搅拌均匀，获得改性液；

2)将聚砜中空纤维膜卷环状，并使其完全浸泡在改性液中；

3)向改性液中通入超声，并使改性液的反应温度为50～60℃，反应0.5-1.5小时；

4)反应结束后，将经过反应的聚砜中空纤维膜取出，并摊平放置，在60-70℃下烘干8-12小时，获得改性的聚砜中空纤维膜。

2.根据权利要求1所述的聚砜中空纤维膜的改性方法，其特征在于：改性液中，聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量浓度为2-10％。

3.根据权利要求1所述的聚砜中空纤维膜的改性方法，其特征在于：所述的超声功率为200-500W。