专利名称:复合膜的生产的制作方法
本发明是关于复合可逆渗透膜的制法，先浇铸多孔的聚碸膜，随着让m-苯二胺原地聚合异各种聚合作用的酰基氯在多孔的聚碸膜上面形成一片薄膜。
U.S.3，926，798所公开复合可逆渗透薄膜，它包括含载体薄膜例如聚碸和一层酸性聚合糠醇。
U.S.4，039，440所公开的复合可逆渗透薄膜是在聚碸的担体上制备。让苯二胺沉积在担体上，此过程是在水溶液中用具有聚合作用的试剂处理以制成薄膜。
U.S.4，277，344所公开的复合可逆渗透薄膜，其理想之处是用特薄的聚苯二胺薄膜于多孔聚碸担体上，此薄膜是在表面用聚的溶液浇铸而成，而此表面是把溶剂部份蒸发，然后在水中所形成的多孔担体件骤冷形成聚合物凝胶，再把担体件用苯二胺浸渍担体件用三中酰氯溶液处理以制成在多孔聚上有聚合物(苯二胺，苯均三酰胺)特薄层的可逆渗透薄膜。
本发明的过程包括浇铸聚碸溶液在担体表面并在m-苯二胺水溶液中使反应产构冷却，并使聚碸胶化以制成多孔的薄膜担体，然后用m-苯二胺浸渍担体。除去过剩的水溶液再浸渍薄膜，再以稀的具有聚合作用的酰基氯，象三中酰氯，1，3，5-环乙烷，三羰酰氯或所其混和物处理，上述试剂急速与m-苯二胺起反应形成，用多孔的聚碸构成特薄的膜。
本发明第一步是用芳族的聚砜制备多微孔的基质或担体，理想的聚砜最大的气孔直径最好小于20毫微(10-9)，这是由10-20%(重量%)最好是14-16%(重量%)聚溶液在极化有机溶剂中很快伴随出现。溶剂，最好是二甲基甲酰胺，但其他极化溶剂如二甲基乙酰胺和N-吡啶咯烷酮也可使用。
第二步是本发明(方法)的限制。初浇的聚砜基质即刻于含01-10%重量百分比，较好是0.5%重量百分比，最好是1-3%重量百分比的m-苯二胺溶液中骤冷。所谓即刻意思是说在30秒内，而以3秒内好。在浇铸与冷却之间的极短时间内溶剂恰好可部份蒸发。聚砜溶液可以直接浇铸也可以将其压入m-苯二胺水溶液中。二者可任选其一。这对用苯二胺装填聚砜基质有用。二胺的浓缩在最后的并合工作中是一个重要的因素，因为它可以控制最后在基质上的聚酰胺的均匀度和厚度。如果镀层不均匀则易有或有可扩展的小洞，这小洞有害于薄膜对盐的抑制。二胺溶液可任选含极化有机溶剂如二甲基甲酰胺达10%重量百分比。基质表面过剩的溶液可用抽取、滚压、用海绵揩拭或别的适当的方法如气刀的使用。
装载的基质则浸于三中酰氯溶液中、环己烷、三羰酰氯或混和物中，可任选含间苯二酰氯或对苯二酰氯在水中不混合的溶剂于室温下5-90秒，尤以10-30秒无损于聚砜基质的多孔结构。此一阶段选用的溶剂是含氯氟烃如三氯三氟乙烷。聚胺的构成则使原来有光泽的基质变为暗淡的颜色。
最后的复合物再烘干，烘干温度再为20°-100℃，最好是50°-70℃，烘干时间为5-180秒，最好是15-60秒，或者在更低的温度烘更长的时间。
二胺的残渣和反应中的副产物可浸渍于水中然后萃取之。
上述薄膜的发明显示要抑制水助溶剂及盐通过薄膜，可把已在水中冷却的薄膜用已和酰基氯作用过的二胺水溶液加以处理。
举例薄膜的测试除非有别的说明，否则所有渗透度性能的测试均在室温和指示的压力下置32-33g/l的氯化钠在磁搅拌渗透池中，约15-20分钟间断一次包括随后实际测量的1/2-1小时。测试结果表示为%Nacl被抑制，而以KW用每秒钟每，每帕斯卡之下米的单单位表示。
R＝(1- (Cp)/(Cf) )100此处Cp氯化钠的渗透浓度Cf氯化钠进料浓度Kw＝ (水助溶剂)/(有效压力)此处，水助溶剂为通过薄膜的流速有效压力为供给压力减去反渗透压力Kw以m.s-1.Tpa-1示之例1-3多微孔的聚碸基质是由二苯酚A和具有约35，000二甲酰胺分子重的P，P′-二氯二苯碸(Udel P3500来自Union Carbide)衍生的聚碸的15%溶液制取。浇铸刀置于6密耳，浇铸工艺过程置于玻璃板上，在室温下在三秒钟之内用5%(重量百分比)二甲基甲酰胺水溶液使之冷却，而于22-25℃时按所示时间以2%(重量百分比)m-苯二胺(MPD)使之冷却。然后按表Ⅰ所示时间用2%(重量百分比)的m-苯二胺水溶液萃取。用海绵胶滚筒压后，在凉干过夜之前薄膜已和含0.1%W/V三中酰氯的Freon
TF(1，2，2-三氯-1，1，2-三氟乙烷)溶液起作用30秒钟。
在测试前于23±1℃在水中萃取薄膜60分钟。
表Ⅰ例 冷却 萃取 于800Psi 于1000Psi(分钟) (分钟) R% Kw R% Kw96.5 4.45 97.6 4 811 1 196.0 4.83 96.8 5 0598.0 4.13 98.8 4 382 2 298.3 4.19 98.9 4 8196.1 4.13 98.3 4 693 4 497.7 4.07 98.4 4 69对照例了5-8多微孔基质是由聚碸(Udel P3500)的15%二甲基甲酰胺溶液制取，浇铸刀置于6密耳，在室温下浇铸工艺过程放在玻璃板上进行，3秒钟之内在水中冷却，于22-23℃在水中萃取15分钟，然后如表所示在m-苯二胺水溶液中浸渍3分钟。用海绵胶滚筒滚压后，如表Ⅱ所示在凉干过夜之前，使薄膜和含三甲酰氯的Freon
溶液作用30秒钟。同例1-4在测试前在蒸馏水60分钟。
表Ⅱ例 m-苯二胺 三中酰氯 测定结果在1000PSi% %W/V R KW0.949 2.614 1.7 0.080.976 2.800.960 2.005 1.7 0.120.967 2.580.987 3.266 2.0 0.100.981 2.970.957 2.117 2.3 0.080.974 2.970.984 2.588 2.3 0.120.949 2.54例9和10是进行短暂冷却和萃取时间的互相比较，注意观察若在萃取浴器中只有MPD存在，其工作效果也和MPD存在于冷却和萃取阶段中一样好。还有它有助于在急冷中取得MPD。
例9和10多微孔的基质是由二苯酚A和具有大约35，000分子量的P，P′-二氯二苯砜所衍生的聚砜的二甲基甲酰胺(Udel
P3500来自Union Carbide)的15%溶液制取。浇铸刀置于6密耳，浇铸工艺过程置于玻璃板上，在3秒之内用5%(重量百分比)二甲基甲酰胺水溶液和表Ⅲ所示m-苯二胺含量使之冷却2分钟，然后于m-苯二胺水溶液(2%W/W)萃取2分钟以上。用海绵胶筒滚压后，在凉过夜之前，薄膜已和含有0.12%W/V三中酰氯的Freon
IF溶液起作用40秒钟，在测试前在水中萃取薄膜60分钟。
表Ⅲ急冷 在800Psi 在1000Psi%MPD R% Kw R% Kw98.2 1.88 98.8 2.08097.3 2.81 98.2 2.9497.9 2.84 98.6 2.98298.8 3.94 99.2 4.28例11-14方法如例2，但在室温下用下列所示浓度的m-苯二胺急冷却和萃取各2分钟，并用两个不同级位的三中酰氯(TMesCL)。
表Ⅳ例 MPD TMesCL 在800Psi 在1000Psi% %W/V R% Kw R% Kw11 1.5 0.07 97.1 3.13 97.9 3.4612 1.5 0.13 97.0 4.00 97.5 4.8013 2.5 0.07 96.8 2.87 98.0 3.1814 2.5 0.13 97.1 3.90 98.2 4.93例15-22多微孔聚砜基质是由含15%二甲基甲酰胺的Udel
P3500溶液中制取。这溶液也含有02%表面活化剂，此试剂是以游离酸形式出现的复合有机磷酯(Gafae RE610，GAF Corp产品)，上述溶液同时含有0 3%水。浇铸刀置于6密耳，浇铸工艺过程放置于玻璃板上并在3秒钟之内用含有m-苯二胺的2%二甲基甲酰胺水溶液于8℃时急冷却2分钟，然后用所示的m-苯二胺水溶液萃取3分钟。
水泡胀的基质，经过萃取软胶筒滚除表面的溶液，然后于如下所示的室温浸渍于含环己烷-1，3，5-三羰酰氯的Freon
TF溶液中，浸渍时间如表所示。在室温干燥一个小时后，在测试前，在蒸馏水中萃取薄膜过夜，测试结果都是先在800psi(55×106pa)操作17小时然后又在1000pai(69×106pa)下取得。
对照例子23-24多微孔聚碸基质的制取如同例15-20，所不同的是浇铸产品须在3秒钟之内于8℃冷却。在蒸馏水中萃取后于室温下过夜。薄膜在与Freon
TF中的环烷-1，3，5-三羰酰氯(0.09%W/V)反应之前是在室温下浸渍于1.3%m-苯二胺水溶液中，浸渍时间如(表6)所示。如同例15-22在测试薄膜在室温下干燥一小时然后在水中萃取之并放置过夜，测试结果是先在800psi(5 5×106pa)操作24小时再于1000psi(69×106pa)下取得。
表6浸渍于1.3%MPD 反应时间 R% Kw(分钟) (秒)6 15 95.1 4.026 25 93.0 3.9830 15 94.3 4.0030 25 95.4 4.39当浓度调整到增加Kw值时盐的抑制程度对海水脱盐是不合格的。
勘误表CPCH856430
勘误表
勘误表
勘误表
权利要求
1.制成薄片复合膜的方法包括，由含有10-20%(重量百分比)聚在极化的有机溶剂中制取薄膜，反应产生的薄膜置于含有0.1-10%W/Vm-苯二胺的水溶液中冷却，从水浴中移去含有m-苯二胺的多孔聚薄膜。将上述多孔聚
薄膜浸入不相混溶的溶液，其包括0.05-5%W/V三中酰氯，环已烷-1，3，5-三羰酰氯或其混和液中，由此m-苯二胺和三中酰氯或环已烷-1，3，5-三羰酰氯起反应而生成由多孔聚
支撑连续层。
2.权利要求
1的方法中那个在水骤冷却溶中m-苯二胺的浓度是0.5-5%W/V。
3.权利要求
2的方法中用于聚碸的极化有机溶剂是二甲基甲酰胺。
4.权利要求
3的方法中三中酰氯或碸环己烷-1，3，5-三羰酰的溶剂是含氯氟烃。
5.薄层复合膜是用权利要求
1的方法制取。
专利摘要
本方法揭示复合可逆透膜的生产程序，它包括以聚砜溶液中制取多孔的聚砜薄膜，接着让薄膜在m-苯二胺水溶液中冷却，再接着用与水不相混溶的三中酰氯或环己烷-1，3.5-三羰酰氯溶液中与m-苯二胺在聚砜膜上起反应。
文档编号B32B27/34GK85105056SQ85105056
公开日1986年12月31日 申请日期1985年7月3日
发明者S·A·森德特 申请人:纳幕尔杜邦公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan