用于界面聚合工艺及膜片性能测试的装置及其运行方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及界面聚合工艺及膜片性能测试领域，更具体地说，是涉及一种用于界面聚合工艺及膜片性能测试的装置及其运行方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着工业和经济的发展，许多含有难以生物降解有毒物质的排放水不断进入环境，给工农业生产、人民生活和人体健康带来很大危害，为了解决这一问题，一种采用物理分离净化原理的膜分离技术在近些年迅速发展。界面聚合可以制备出具有纳米级的超薄聚合层，致使该类膜在低压下兼具较高的选择性和渗透性，从而在膜分离领域备受关注和重视，界面聚合法以其操作简单和容易控制等优点在膜材料制备及其复合织物表层涂覆领域得到广泛的应用。但是当前用于界面聚合装置设计不够成熟，相对简单，温度等条件的控制不够准确，制膜产品重复性低。由于其特殊的表层聚合特性，导致了聚合后溶剂的大量浪费、操作步骤繁琐、制备成本增加等问题。如何优化界面聚合装置是设计过程中一个重要待解决的问题。
[0003]专利公开号为CN 203683975U的中国专利申请公开了一种用于界面聚合制备导电聚合物复合织物的装置，该装置可以使织物始终位于两种溶液的界面，确保了界面聚合处聚合反应析出的导电聚合物能均匀沉积在织物表面。然而，其界面聚合装置设计也不够成熟，会导致溶剂浪费严重、操作步骤繁琐、制备成本增加等问题，另外，将界面聚合及性能测试集成一体化设计的装置较少，因此，现有的装置设计有待创新与改良。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种用于界面聚合工艺及膜片性能测试的装置及其运行方法，具有操作简便、拆卸轻松、清洗方便等优点，既能实现高效界面聚合工艺，又可以轻松实现所制膜的性能测试，大大提高采用界面聚合工艺制膜与性能测试的效率。
[0005]为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下:
[0006]一种用于界面聚合工艺及膜片性能测试的装置，包括膜制备和测试装置以及与该装置连接的流体循环系统；
[0007]所述流体循环系统包括储液槽和注液管路；所述注液管路包括进液泵，以及分别与进液泵的出水管路相连接的水相溶液输入管路和流体输入管路；水相溶液输入管路上设有水相溶液入口阀，流体输入管路上设有流体入口阀和压力表；
[0008]所述膜制备及测试装置包括上底板、下底板以及用于安置膜片的支撑模块；
[0009]所述上底板的下侧中空，中空部位内壁设置有上层圆级凹槽和下层圆级凹槽，所述下层圆级凹槽的两侧分别设有产水出口和水相溶液入口 ；
[0010]所述下底板内部设有中空凹槽，还设有与中空凹槽连通的流体入口和流体出口，所述流体出口低于中空凹槽平面；
[0011]所述上底板与下底板相固定时，通过上底板与下底板的中空结构配合形成一个容置空间，支撑模块设置于容置空间内部并固定在所述上层圆级凹槽内；
[0012]所述水相溶液输入管路连接水相溶液入口，所述流体输入管路连接流体入口，所述产水出口接有产水出口阀，流体出口接有流体出口阀。
[0013]作为优选的，所述下底板内部设有异型螺帽和布水器件；所述异型螺帽上端面向内倾斜，下侧与下底板连接，异型螺帽中间开设有与流体入口相连通的第一通孔；异型螺帽上端中部设置有布水器件，布水器件与所述异型螺帽连接，所述布水器件侧面开设有若干第二通孔，所述第一通孔与若干第二通孔相连通。
[0014]作为优选的，所述异型螺帽为可拆卸式结构。
[0015]作为优选的，所述支撑模块包括支撑垫片和四氟垫片，所述支撑垫片表面设置有若干均匀分布的环形水流道，在环形水流道断面具有较深的“十”字型凹槽，环形水流通道和“十”字型凹槽上设有均匀排布的小孔。
[0016]作为优选的，所述上底板上侧设置有有机玻璃板，有机玻璃板通过上层不锈钢压片固定于上底板，有机玻璃板与上底板间设有第一密封圈，所述上底板和下底板之间设置有第二密封圈。
[0017]作为优选的，所述进液泵的出水管路上还连接有调压旁路，所述调压旁路上设有旁路阀门，其输出端设置在储液槽内。
[0018]作为优选的，所述水相溶液输入管路上接有一鼓气管路，所述鼓气管路上设有鼓气装置和止回阀。
[0019]作为优选的，所述储液槽内设有智能控温系统。
[0020]采用上述装置的进行膜制备的方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0021]S1、自上往下将膜片、四氟垫片、支撑垫片固定于上底板下侧，固定下底板与上底板，在储液槽中注入水相溶液，控制好溶液条件；
[0022]S2、开启进液泵和水相溶液入口阀，并调节旁路阀门，控制水相溶液的流速和操作压力，待产水出口有液体流出，关闭产水出口阀与进液泵，浸泡一定时间后，通过鼓气管路鼓气清除膜片表面残余液体，取出膜片备用；
[0023]S3、将膜片浸泡的一面向下，自上往下将支撑垫片、四氟垫片、膜片固定于下底板与支撑垫片之间；在储液槽中注入油相反应溶液，开启进液泵和流体入口阀，并调节旁路阀门和流体入口阀，控制反应溶液的流速和操作压力；
[0024]S4、待流体出口有液体流出后，关闭流体出口阀，进行界面聚合。
[0025]采用上述装置进行膜性能测试的方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0026]S1、拆卸异型螺帽，去除四氟垫片，安装待测试膜片，固定上底板与下底板；
[0027]S2、向储液槽中注入纯水或截留测试溶液，开启进液泵，并调节旁路阀门，控制液体流速和压力；
[0028]S3、待流体出口有液体流出后，关闭流体出口阀，进行纯水通量或截留率测试试验。
[0029]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:本发明装置具有集界面聚合工艺制备技术与膜片性能测试一体化的功能，且操作简便、拆卸轻松、清洗方便，既能实现高效界面聚合工艺，又可以轻松实现所制膜的性能测试，大大提高采用界面聚合工艺制膜与性能测试的效率，本发明用于以界面聚合为制备技术的膜制备与测试装置造型美观，实用方便，也适用于膜分离技术的研宄及应用。
【附图说明】
[0030]图1是本发明所述的用于界面聚合工艺及膜片性能测试的装置的结构示意图；
[0031]图2是本发明所述的膜制备及测试装置的结构示意图；
[0032]图3是上底板俯视图；
[0033]图4是下底板俯视图；
[0034]图5是支撑垫片示意图。
[0035]附图标记:
[0036]上底板一 I支撑模块一 2下底板一 3 膜片一 4
[0037]有机玻璃板一 5 不锈钢压片一 6密封圈一 7 支撑垫片一 8
[0038]产水出口一 9 四氟垫片一 10异型螺帽一 11布水器件一 12
[0039]第二内层密封圈一 13第二外层密封圈一 14第一通孔一 111
[0040]第二通孔一 15 流体入口一 16流体出口一 17鼓气装置一 18
[0041]进液泵一 19 压力表一 20旁路阀门一 21储液槽一 22
[0042]止回阀一23 水相溶液入口阀一24产水出口阀一25
[0043]流体入口阀一 26流体出口阀一 27
【具体实施方式】
[0044]下面结合附图和实施例对本发明所述的一种用于界面聚合工艺及膜片性能测试的装置及其运行方法作进一步说明。
[0045]以下是本发明所述的一种用于界面聚合工艺及膜片性能测试的装置及其运行方法的最佳实例，并不因此限定本发明的保护范围。
[0046]实施例
[0047]图1示出了一种用于界面聚合工艺及膜片性能测试的装置的结构示意图，包括膜制备和测试装置以及与该装置连接的流体循环系统；
[0048]所述流体循环系统包括储液槽22和注液管路；储液槽内设置有智能控温系统，保证了对界面聚合温度条件的准确控制，所述注液管路包括进液泵19，以及分别与进液泵19的出水管路相连接的水相溶液输入管路和流体输入管路；水相溶液输入管路上设有水相溶液入口阀24，流体输入管路上设有流体入口阀26和压力表20 ；
[0049]图2示出了本发明的所述膜制备及测试装置包括上底板1、下底板3以及用于安置膜片4的支撑模块3。
[0050]所述上底板I上侧设置有有机玻璃板5，便于观察流体流动状况及其膜片4表面干湿状况，有机玻璃板5通过上层不锈钢压片6固定于上底板，有机玻璃板5与上底板I间设有第一密封圈7，使有机玻璃板5和上底板I间紧密连接，以免液体渗漏；所述上底板I的下侧中空，中空部位内壁设置有上层圆级凹槽和下层圆级凹槽，所述下层圆级凹槽的两侧分别设有产水出口 9和水相溶液入口 24，上层圆级凹槽用于固定支撑模块2。
[0051]所述下底板3内部设有中空凹槽，还设有与中空凹槽连通的流体入口 16和流体出口 17，所述流体出口 17低