一种聚乙烯醇超滤膜的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高分子材料膜的制备方法，具体指的是一种水通量高，对小分子有机物截留率较高的超滤膜的制备方法。本发明是通过将聚砜底膜用水相溶液进行处理1-3min，阴干，然后将质量分数为0.2％-0.8％的油相溶液涂覆在阴干的膜上进行处理1-3min，再将所得的膜在50-100℃烘箱中放置5-30min，即可得到聚乙烯醇超滤膜；本发明的优点是制备方法简单新颖，超滤膜有较高的小分子有机物截留率和较高的水通量。
【专利说明】一种聚乙烯醇超滤膜的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高分子材料膜的制备方法，具体指的是一种水通量高，对小分子有机物截留率较高的超滤膜的制备方法。
【背景技术】
[0002]纯PVA基膜在水中易溶胀、湿膜强度差、不耐压，在很大程度上限制了其工业化应用.所以要获得强度好、水溶胀性低的PVA超滤膜必须对其进行改性。通常的改性方法是引入第二组份，即能与PVA分子中的羟基形成共价键或氢键，使其转化成不溶于水的基团，进而提尚I旲的耐水性能，获得尚强度的PVA超滤月旲。
[0003]我国是聚乙烯醇塑料的生产大国，而聚乙烯醇是一种制备耐污染超滤膜潜在的优良基材，近几年PVA超滤膜的研宄备受关注.马彩莲等对PVA超滤膜的研宄进展进行了初步介绍(马彩莲，宋任远，于媛，等.PVA基膜的研宄及应用现状[J].应用化工，2009，38(3):435 - 438.) PVA分子链上含有大量羟基，具有很强的反应活性，是制备复合膜超薄表层的优良材料，PVA超薄表层的存在，可以在很大程度上改善膜的亲水性能，提高其耐污染能力。
[0004]聚乙烯醇可以与醛、酸、异氰酸酯、酰氯等进行交联。Shang等用甲苯二异氰酸酯(TDI)作为交联剂，与PVA反应制备超滤膜，进行油水乳状液的分离(Shang Y, Peng Y L.UFmembrane of PVA modified with TDI [J].Desalinat1n，2008，221:324-330.)。
[0005]一般来说，超滤膜对分子量为6-7万的牛血清蛋白的截留率能达99%以上。但对10000以下的有机分子的截留率都较低。本专利针对超滤膜的这个不足，在超滤膜上复合一层均苯三甲酰氯与聚乙烯醇的交联皮层，增强了超滤膜对有机小分子的截留。同时，在聚乙烯醇中引入聚乙烯醇磷酸铵，由于聚乙烯醇磷酸铵是一种白色高分子化合物易溶于水，而且其具有磷酸根基团，是一种强电解质，所以在增加截留率的同时，也增大了超滤膜的水通量。通过简单的机械共混可以使得聚乙烯醇与聚乙烯醇磷酸铵混合后再与均苯三甲酰氯在催化剂的作用下发生反应。酰氯基团与羟基的反应使得聚乙烯醇与均苯三甲酰氯发生交联，大大增加了膜表面的机械强度。聚乙烯醇磷酸铵可以掺杂在聚乙烯醇的交联网络中，也可能有极小部分与均苯三甲酰氯发生交联。聚乙烯醇磷酸铵上含有易电离基团，在增大水通量的同时，也增加了对离子的选择透过性。
【发明内容】
[0006]针对现有技术中的不足，本发明提出了一种新型聚乙烯醇超滤膜的制备方法。将聚砜底膜用添加了适当催化剂的1% -5%的聚乙烯醇，聚乙烯醇磷酸铵浓度为0.1% -1%的混合溶液处理l_3min，再用0.2% -0.8%的均苯三甲酰氯油溶液处理l_3min，将所制备的复合膜在50-100°C烘箱中放置5-30min，漂洗得到超滤膜。
[0007]本发明的具体方案如下:
[0008]一种聚乙烯醇超滤膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤:
[0009]将聚砜底膜用水相溶液进行处理l-3min，阴干，然后将质量分数为0.2% -0.8%的油相溶液涂覆在阴干的膜上进行处理l_3min，再将所得的膜在50-100 V烘箱中放置5-30min，即可得到聚乙烯醇超滤膜；
[0010]其中水相溶液是指聚乙烯醇的质量含量为1% _5%、聚乙烯醇磷酸铵的质量含量为0.1% -1 %的混合水溶液；油相溶液是指质量含量为0.2% -0.8%的均苯三甲酰氯油溶液；聚砜底膜的截留分子量为5-6万。
[0011]作为优选，上述一种聚乙烯醇超滤膜的制备方法中聚乙烯醇水解度为85-89%，分子量为 100000-150000。
[0012]作为优选，上述一种聚乙烯醇超滤膜的制备方法中所述的水相溶液为经真空脱泡处理后再用作处理聚砜底膜。
[0013]作为优选，上述一种聚乙烯醇超滤膜的制备方法中所述的聚乙烯醇磷酸铵为纯度为99.9%的分析纯原料。
[0014]作为优选，上述一种聚乙烯醇超滤膜的制备方法中所述在水相溶液中加入交联剂，其中的交联剂为稀硫酸、或稀盐酸。其中的交联剂为稀盐酸时效果最佳。在这个过程中，或许氯离子起到了一定的作用。
[0015]有益效果:本发明中的制备方法简单新颖，超滤膜有较高的小分子有机物截留率和较高的水通量。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0017]实施例1
[0018]制备3%的聚乙烯醇，聚乙烯醇磷酸铵浓度为0.2%的混合溶液，并加入适量稀盐酸，脱泡备用。制备质量分数为0.2%的均苯三甲酰氯油溶液，备用。将聚砜底膜用3%的聚乙烯醇，聚乙烯醇磷酸铵浓度为0.2%的混合溶液处理2min，阴干，然后将质量分数为0.2%的均苯三甲酰氯溶液涂覆在阴干的膜上处理lmin，将所得的膜再80°C烘箱中放置15min，使得聚乙烯醇、聚乙烯醇磷酸铵与均苯三甲酰氯发生交联。新型聚乙烯醇超滤膜对聚乙二醇2000的截留率为79%，水通量为293LMH，对聚乙二醇，10000的截留率为85%，水通量为222LMH。
[0019]实施例2
[0020]制备3%的聚乙烯醇，聚乙烯醇磷酸铵浓度为O的混合溶液，并加入适量稀盐酸，脱泡备用。制备质量分数为0.2%的均苯三甲酰氯油溶液，备用。将聚砜底膜用3%的聚乙烯醇，聚乙烯醇磷酸铵浓度为0.4%的混合溶液处理2min，阴干，然后将质量分数为0.2%的均苯三甲酰氯溶液涂覆在阴干的膜上处理lmin，将所得的膜再80°C烘箱中放置15min，使得聚乙烯醇、聚乙烯醇磷酸铵与均苯三甲酰氯发生交联。新型聚乙烯醇超滤膜对聚乙二醇2000的截留率为77%，水通量为140LMH，对聚乙二醇，10000的截留率为89%，水通量为 125LMH。
[0021]实施例3
[0022]制备5%的聚乙烯醇，聚乙烯醇磷酸铵浓度为0.2%的混合溶液，并加入适量稀盐酸，脱泡备用。制备质量分数为0.2%的均苯三甲酰氯油溶液，备用。将聚砜底膜用5%的聚乙烯醇，聚乙烯醇磷酸铵浓度为0.2%的混合溶液处理2min，阴干，然后将质量分数为0.2%的均苯三甲酰氯溶液涂覆在阴干的膜上处理lmin，将所得的膜再80°C烘箱中放置15min，使得聚乙烯醇、聚乙烯醇磷酸铵与均苯三甲酰氯发生交联。新型聚乙烯醇超滤膜对聚乙二醇2000的截留率为75%，水通量为298LMH，对聚乙二醇，10000的截留率为86%，水通量为218LMH。
[0023]实施例4
[0024]制备4%的聚乙烯醇，聚乙烯醇磷酸铵浓度为0.2%的混合溶液，并加入适量稀盐酸，脱泡备用。制备质量分数为0.2%的均苯三甲酰氯油溶液，备用。将聚砜底膜用4%的聚乙烯醇，聚乙烯醇磷酸铵浓度为0.2%的混合溶液处理2min，阴干，然后将质量分数为0.2%的均苯三甲酰氯溶液涂覆在阴干的膜上处理lmin，将所得的膜再80°C烘箱中放置15min，使得聚乙烯醇、聚乙烯醇磷酸铵与均苯三甲酰氯发生交联。新型聚乙烯醇超滤膜对聚乙二醇2000的截留率为83%，水通量为290LMH，对聚乙二醇，10000的截留率为92%，水通量为215LMH。
[0025]实施例5
[0026]制备5%的聚乙烯醇，聚乙烯醇磷酸铵浓度为0.2%的混合溶液，并加入适量稀盐酸，脱泡备用。制备质量分数为0.6%的均苯三甲酰氯油溶液，备用。将聚砜底膜用5%的聚乙烯醇，聚乙烯醇磷酸铵浓度为0.2%的混合溶液处理2min，阴干，然后将质量分数为0.6%的均苯三甲酰氯溶液涂覆在阴干的膜上处理lmin，将所得的膜再80°C烘箱中放置15min，使得聚乙烯醇、聚乙烯醇磷酸铵与均苯三甲酰氯发生交联。新型聚乙烯醇超滤膜对聚乙二醇2000的截留率为87%，水通量为300LMH，对聚乙二醇，10000的截留率为95%，水通量为229LMH。
[0027]实施例6
[0028]制备5%的聚乙烯醇，聚乙烯醇磷酸铵浓度为0.2%的混合溶液，并加入适量稀盐酸，脱泡备用。制备质量分数为0.8%的均苯三甲酰氯油溶液，备用。将聚砜底膜用5%的聚乙烯醇，聚乙烯醇磷酸铵浓度为0.2%的混合溶液处理2min，阴干，然后将质量分数为0.8%的均苯三甲酰氯溶液涂覆在阴干的膜上处理lmin，将所得的膜再80°C烘箱中放置15min，使得聚乙烯醇、聚乙烯醇磷酸铵与均苯三甲酰氯发生交联。新型聚乙烯醇超滤膜对聚乙二醇2000的截留率为86%，水通量为288LMH，对聚乙二醇，10000的截留率为97%，水通量为206LMH。
【权利要求】
1.一种聚乙烯醇超滤膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 将聚砜底膜用水相溶液进行处理l_3min，阴干，然后将质量分数为0.2% -0.8%的油相溶液涂覆在阴干的膜上进行处理l_3min，再将所得的膜在50-100 V烘箱中放置5-30min，即可得到聚乙烯醇超滤膜； 其中水相溶液是指聚乙烯醇的质量含量为1% _5%、聚乙烯醇磷酸铵的质量含量为0.1% -1 %的混合水溶液；油相溶液是指质量含量为0.2% -0.8%的均苯三甲酰氯油溶液；聚砜底膜的截留分子量为5-6万。
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇超滤膜的制备方法，其特征在于聚乙烯醇水解度为 85-89%，分子量为 100000-150000。
3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇超滤膜的制备方法，其特征在于所述的水相溶液为经真空脱泡处理后再用作处理聚砜底膜。
4.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇超滤膜的制备方法，其特征在于所述的聚乙烯醇磷酸铵为纯度为99.9%的分析纯原料。
5.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇超滤膜的制备方法，其特征在于所述在水相溶液中加入交联剂，其中的交联剂为稀硫酸、或稀盐酸。
6.根据权利要求5所述的一种聚乙烯醇超滤膜的制备方法，其特征在于所述的交联剂为稀盐酸。
【文档编号】B01D71/38GK104474924SQ201410794527
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】陈可可, 洪勇琦, 翟丁, 刘文超, 李洪懿, 周勇, 潘巧明, 韩子龙, 叶谦, 高从堦 申请人:杭州水处理技术研究开发中心有限公司