专利名称：一种聚醚砜微孔膜亲水改性的方法
技术领域：
本发明涉及一种聚醚砜微孔膜亲水改性的方法。
背景技术：
聚醚砜树脂(PES)是一种优秀的高分子材料，是英国ICI公司在1972年开发的一 种综合性能优异的热塑性高分子材料，是目前得到应用的为数不多的特种工程塑料之一。 它具有优良的耐热性能、物理机械性能、绝缘性能等，特别是具有可以在高温下连续使用和 在温度急剧变化的环境中仍能保持性能稳定等突出优点，在许多领域已经得到广泛应用。 同样使用聚醚砜树脂生产的聚醚砜微孔膜能在高温、及各种酸碱条件下稳定使用，在医药、 电子等高精度液体过滤领域应用广泛。聚醚砜树脂是一种疏水性材料，疏水的聚醚砜滤膜 在使用上有很大的缺点，如使用前需要用乙醇等低表面张力溶剂浸润，另一方面，本领域技 术人员公知，疏水膜比亲水膜更容易污染堵塞，以致使用寿命短。故商品化的聚醚砜微孔膜 一般都是亲水性滤膜。已知专利和文献报道的聚醚砜亲水膜制备通常有如下方法1.将聚醚砜树脂与 亲水性高分子聚合物共混来制备亲水膜，如德国membrana公司将聚醚砜树脂与亲水的磺 化聚醚砜树脂共混来制备亲水膜，美国专利4943374将聚醚砜与聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷 酮等亲水高分子共混来制备亲水膜。美国专利5178765将聚醚砜与聚-2-恶唑林、聚乙烯 吡咯烷酮共混来制备亲水膜等。其主要特点是利用共混膜中的亲水性高分子来达到亲水目 的。这种方法的缺点是，为了达到亲水的目的，常常需要大量加入亲水添加剂，但是这会影 响聚醚砜膜其他方面的性能，比如耐酸碱性以及机械强度等等。2.通过在成品聚醚砜疏水 膜上涂覆(COATING) —层亲水物质来制备亲水聚醚砜膜，通常在成品膜表面涂覆一层小分 子表面活性剂、亲水剂，如十二烷基磺酸钠、甘油等。这种方法制备的亲水膜，通常膜的亲 水性会在使用过程中渐渐消失，而且也会对滤液形成亲水剂污染。更进一步的方法是涂覆 一层不易流失的高分子网络交联的亲水物质，如交联聚乙烯醇等，美国专利6465050使用 聚氧化乙烯(Polyalkylene oxide)和单体三乙二醇二丙烯酸酯(TEGDA)聚合形成网络来 实现聚醚砜膜亲水。3.利用等离子、高能射线等技术活化聚醚砜疏水膜表面，使之接枝亲 水基团达到亲水改性的目的。这种方法能耗大，并且很可能损伤成品膜。目前，还没听说通 过此方法工业化制备亲水聚醚砜膜的例子。4.通过氧化疏水性聚醚砜膜的方法进行亲水改 性，此方法利用强氧化剂适度氧化膜表面，使之产生极性亲水基团来达到亲水目的，专利申 请CN101068612A公开了一种用强氧化剂氧化聚醚砜膜来实现亲水的方法，包括膜浸润、氧 化、加热氧化、清洗、烘干等一系列过程，此工艺过程复杂。
发明内容
本发明提供了一种聚醚砜微孔膜亲水改性的方法，该技术工艺过程简单，不需要 浸润、清洗、烘干等步骤，并且节能环保，成品无二次污染。本发明方法在足温下让臭氧/ 氧气的混合物持续透过聚醚砜疏水膜，从而氧化膜表面，使之产生极性亲水基团，达到亲水的目的。臭氧有很高的氧化还原电位(2. 07V)，具有极强的氧化活性，在常温常压条件下即 可对聚醚砜膜产生氧化作用，同时在常温常压条件下臭氧会逐渐分解为氧气，半衰期为16 小时，所以臭氧处理后的滤膜无需清洗、烘干等后处理工序，也不会对膜产生二次污染。进一步的，本发明可以进行连续生产，包括以下步骤(1)将成卷聚醚砜干膜置于放卷机构，通过密闭室，导入收卷机构。(2)在密闭式中通过鼓风机向膜的上游通入臭氧/氧气的混合物，同时，卷绕机构 启动，使滤膜勻速通过密闭室，在膜下游导流臭氧/氧气的混合物回到鼓风机，循环使用。(3)经氧化处理后的膜在另一边收集卷绕。(4)臭氧发生器用于产生臭氧，及时补充循环氧化过程中损失的臭氧。
图1是本发明连续生产流程示意图；其中，1-臭氧发生器，2-鼓风机，3-密闭室，4-放卷机，5-收卷机，6-管道
具体实施例方式下面以实施例的方式对本发明进行进一步阐述，但这些实施实例不是对本发明范 围的限制。实施例1制备聚醚砜疏水滤膜混合聚醚砜树脂(平均分子量58000)、二甲基甲酰胺、聚乙 二醇200，三者质量比为15 55 30，加热至80°C，使聚醚砜完全溶解为透明清亮粘稠溶 液，将冷却的混合溶液倒到玻璃平板上，用金属刮刀刮平，刮刀与玻璃板之间的间隙为300 微米左右。将玻璃平板置于室温，相对湿度70%左右环境下30分钟，然后浸入水中，浸泡3 小时，洗净烘干。将上述膜冲制成直径47mm的膜圆片，浸入水中，膜片不能被水浸润，在压 力0. OlMPA条件下纯水不能通过膜片。氧化处理，取上述膜片，在室温20°C条件下，以1. 5L/h流量通入20°C温度的臭氧 浓度为60mg/l的臭氧/氧气混合物，持续10分钟。将膜取出后浸入水中，膜片立刻能被水 浸润，在压力0. OlMPA条件下50毫升纯水经过20秒通过膜片。实施例2取实施例1制取的疏水直径47mm膜圆片，在室温30°C条件下，以1. 5L/h流量通入 30°C温度的臭氧浓度为60mg/l的臭氧/氧气混合物，持续5分钟。将膜取出后浸入水中， 膜片立刻能被水浸润，在压力0. OlMPA条件下50毫升纯水经过20秒通过膜片。
权利要求
一种聚醚砜微孔膜亲水改性的方法，其特征包括下列步骤(1)将聚醚砜膜铺展；(2)在足温下让臭氧/氧气的混合物持续透过滤膜；(3)滤膜收卷成品。
2.根据权利要求1所述的聚醚砜微孔膜亲水改性的方法，其特征是步骤(2)中的臭 氧/氧气混合物中臭氧的浓度为10-200mg/L。
3.根据权利要求1所述的聚醚砜微孔膜亲水改性的方法，其特征是步骤(2)中臭氧/ 氧气混合物的透过速度为0-12m/h。
4.根据权利要求1所述的聚醚砜微孔膜亲水改性的方法，其特征是步骤(2)中透过 臭氧/氧气混合物的持续时间为2-300min。
5.根据权利要求1所述的聚醚砜微孔膜亲水改性的方法，其特征是步骤(2)中足温 条件为15-60°C。
6.根据权利要求1所述的聚醚砜微孔膜亲水改性的方法，其特征是步骤(2)中臭氧/ 氧气混合物可循环使用。
全文摘要
本发明提供了一种制备亲水性聚醚砜微孔膜的方法，所述方法首先将聚醚砜疏水滤膜铺展；然后在足温下让臭氧/氧气的混合物持续透过滤膜，利用臭氧的强氧化性将滤膜表层基团氧化，使之产生极性亲水基团，到达疏水膜的亲水改性的目的；改性后的膜可直接收集卷绕，膜上残留的臭氧会自动降解为氧气。本技术方法不需要添加其他化学试剂，不需要对滤膜进行浸润、清洗、烘干等程序，工艺过程简单、节能、环保，成品亲水膜没有二次污染，其优越性、工业化价值明显。
文档编号B01D71/68GK101992034SQ20091010094
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月10日 优先权日2009年8月10日
发明者卢红星 申请人:杭州科百特过滤器材有限公司