专利名称：一种高抗拉强度超滤膜材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种超滤膜材料，具体的说是一种具有高抗拉强度的超滤膜材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术：
我国从事膜研发的机构大学有30余家，从事膜生产的企业大约300多家。在膜的总销售中，50%的市场被反渗透膜占据，超滤与微滤、电渗析各占10%，剩下20%被气体分离膜、无机陶瓷膜、透气膜及其他类型所占据。虽然市场占有率不是很高，但是在近两三年来超滤膜开始翻倍增长，进入发展关键期。随着工业的发展，水质污染情况日益严重，对水预处理的要求越来越高，有越来越多的企业选择使用超滤膜来做预处理。但是，现有超滤膜不仅价格高、通量小，而且在使用的过程中容易受到各种污染，例如吸附污染、沉淀污染及生物污染等。种种污染以及频繁的清洗会对超透膜的寿命造成严重影响，使得超滤工艺的运行能耗和运行成本中的折旧费用增加，进而导致整体成本增加。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种高抗拉强度超滤膜材料及其制备方法，所制备的超滤膜耐压、耐热、抗氧化性高，耐酸碱性强，生物相容性好。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，一种高抗拉强度超滤膜材料及其制备方法，其包括如下重量份组分聚醚砜(PES)，15%-25% ；N-甲基吡咯烷酮(NMP)，50%-60% ;聚乙烯吡咯烷酮(PVP), 10%-15% ;添加剂，2 %- 3 %。上述的高抗拉强度超滤膜材料，其包括如下重量份组分聚醚砜(PES)，18%;N-甲基吡咯烷酮(NMP)，55% ;聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，10% ;添力口剂，2. 5%。上述的高抗拉强度超滤膜材料的制备方法，包括下列内容
(1)配制铸膜液按照配方量将聚醚砜(PES)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，加入添加剂，将混合液加热至60°C溶解，直至铸膜液均匀透明；
(2)脱泡将铸膜液置于脱泡罐中，在70°C温度条件下，搅拌I小时，待混合均匀后静置24小时，充分脱泡；
(3)制备原纤将充分脱泡后的混合液送入纺丝机中，用喷丝头挤出形成中空状原纤，静置，待原纤中部分溶剂蒸发后，浸入2%的甘油溶液凝固浴中，原纤凝固成内径为0. 8_、外径为I. 25mm的固态中空纤维；
(4)成膜将制备好的原纤放入乙醇溶液中浸泡，即成；
所述铸膜液包括如下重量份组分聚醚砜(PES)，15%-25% ；N-甲基吡咯烷酮(NMP)，50%-60% ;聚乙烯吡咯烷酮(PVP), 10%-15% ;添加剂，2 %- 3 %。本发明以聚醚砜(PES)为主料，聚醚砜(PES)是制备超滤膜的典型高分子材料，具有良好的化学、热学稳定性、机械性能、耐酸碱性。N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，具有无毒性、高沸点、腐蚀性小、溶解度大、粘度低、挥发度低、稳定性好、易回收等优点。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)能够影响超滤膜微结构和性能，适宜含量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)能使聚醚砜(PES)膜的通量增大。添加剂是由聚乙二醇(PEG400)、氯醋、氯化锂(LiCL)和无机盐类组成的混合液，在保证膜的通量的前提下提高其抗污染能力和抗拉强度。本发明所制备的超滤膜耐压、耐热、抗氧化性高，耐酸碱性强，生物相容性好，能够广泛应用于环境工程、食品、等诸多行业。
具体实施例方式实施例I
本实施例的高抗拉强度超滤膜材料，其包括如下重量份组分聚醚砜(PES，147粉体)，18% ；N-甲基吡咯烷酮(NMP), 55% ;聚乙烯吡咯烷酮(PVP，K30), 10% ;添加剂，2. 5%。 本实施例的高抗拉强度超滤膜材料的制备方法，包括下列内容
(1)配制铸膜液按照配方量将聚醚砜(PES)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，加入添加剂，将混合液加热至60°C溶解，直至铸膜液均匀透明；
(2)脱泡将铸膜液置于脱泡罐中，在70°C温度条件下，搅拌I小时，待混合均匀后静置24小时，充分脱泡；
(3)制备原纤将充分脱泡后的混合液送入纺丝机中，用喷丝头挤出形成中空状原纤，静置，待原纤中部分溶剂蒸发后，浸入2%的甘油溶液凝固浴中，原纤凝固成内径为0. 8_、外径为I. 25mm的固态中空纤维；
(4)成膜将制备好的原纤放入乙醇溶液中浸泡，即成。对本实施例的高抗拉强度超滤膜材料的综合性能进行测试，结果见表I 表I综合性能测试结果
—I铸膜液的黏度I爆破强度(MPa) I通量/L/m2 h ~
实例 l|7.68|o. 15|457—
传统的超滤膜铸膜液的黏度大约为5. 6左右，爆破强度为0. IMPa以下，通量大概在
300/ L/m2*h,由表I可以看出，本实施例的高抗拉强度超滤膜材料综合性能好，具有优良的
理化性质。实施例2
本实施例的高抗拉强度超滤膜材料，其包括如下重量份组分聚醚砜(PES，70粉体)，18% ；N-甲基吡咯烷酮(NMP)，55% ;聚乙烯吡咯烷酮(PVP，K30), 10% ;添加剂，2. 5%。本实施例的高抗拉强度超滤膜材料的制备方法，包括下列内容
(1)配制铸膜液按照配方量将聚醚砜(PES)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，加入添加剂，将混合液加热至60°C溶解，直至铸膜液均匀透明；
(2)脱泡将铸膜液置于脱泡罐中，在70°C温度条件下，搅拌I小时，待混合均匀后静置24小时，充分脱泡；
(3)制备原纤将充分脱泡后的混合液送入纺丝机中，用喷丝头挤出形成中空状原纤，静置，待原纤中部分溶剂蒸发后，浸入2%的甘油溶液凝固浴中，原纤凝固成内径为0. 8mm、外径为I. 25mm的固态中空纤维；
(4)成膜将制备好的原纤放入乙醇溶液中浸泡，即成。
对本实施例的高抗拉强度超滤膜材料的综合性能进行测试，结果见表2 表2综合性能测试结果
—I铸膜液的黏度I爆破强度(MPa) I通量/L/m2 h ~
实例 2|l.05|o. I|323—
传统的超滤膜铸膜液的黏度大约为5. 6左右，爆破强度为0. IMPa以下，通量大概在
300/ L/m2*h,由表2可以看出，本实施例的高抗拉强度超滤膜材料综合性能好，具有优良的
理化性质。实施例3
本实施例的高抗拉强度超滤膜材料，其包括如下重量份组分聚醚砜(PES，49粉 体)，18% ；N-甲基吡咯烷酮(NMP), 55% ;聚乙烯吡咯烷酮(PVP，K30), 10% ;添加剂，2. 5%。本实施例的高抗拉强度超滤膜材料的制备方法，包括下列内容
(1)配制铸膜液按照配方量将聚醚砜(PES)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，加入添加剂，将混合液加热至60°C溶解，直至铸膜液均匀透明；
(2)脱泡将铸膜液置于脱泡罐中，在70°C温度条件下，搅拌I小时，待混合均匀后静置24小时，充分脱泡；
(3)制备原纤将充分脱泡后的混合液送入纺丝机中，用喷丝头挤出形成中空状原纤，静置，待原纤中部分溶剂蒸发后，浸入2%的甘油溶液凝固浴中，原纤凝固成内径为0. 8mm、外径为I. 25mm的固态中空纤维；
(4)成膜将制备好的原纤放入乙醇溶液中浸泡，即成。对本实施例的高抗拉强度超滤膜材料的综合性能进行测试，结果见表3 表3综合性能测试结果
—I铸膜液的黏度I爆破强度(MPa) I通量/L/m2 h ~
实例 3|o.67|o. 5|295—
传统的超滤膜铸膜液的黏度大约为5. 6左右，爆破强度为0. IMPa以下，通量大概在
300/ L/m2*h,由表3可以看出，本实施例的高抗拉强度超滤膜材料综合性能好，具有优良的
理化性质。实施例4
本实施例的高抗拉强度超滤膜材料，其包括如下重量份组分聚醚砜(PES，147粉体)，18% ；N-甲基吡咯烷酮(NMP)，55% ;聚乙烯吡咯烷酮(PVP，K30), 10% ;添加剂，2%。本实施例的高抗拉强度超滤膜材料的制备方法，包括下列内容
(1)配制铸膜液按照配方量将聚醚砜(PES)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，加入添加剂，将混合液加热至60°C溶解，直至铸膜液均匀透明；
(2)脱泡将铸膜液置于脱泡罐中，在70°C温度条件下，搅拌I小时，待混合均匀后静置24小时，充分脱泡；
(3)制备原纤将充分脱泡后的混合液送入纺丝机中，用喷丝头挤出形成中空状原纤，静置，待原纤中部分溶剂蒸发后，浸入2%的甘油溶液凝固浴中，原纤凝固成内径为0. 8mm、外径为I. 25mm的固态中空纤维；
(4)成膜将制备好的原纤放入乙醇溶液中浸泡，即成。对本实施例的高抗拉强度超滤膜材料的综合性能进行测试，结果见表4 表4综合性能测试结果
权利要求
1.一种高抗拉强度超滤膜材料，其包括如下重量份组分聚醚砜(PES)，15%-25% ；N-甲基吡咯烷酮(NMP)，50%-60% ;聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，10%-15% ;添加剂，2%_3%。
2.根据权利要求I所 述的高抗拉强度超滤膜材料，其包括如下重量份组分聚醚砜(PES)，18% ；N-甲基吡咯烷酮(NMP), 55% ;聚乙烯吡咯烷酮(PVP), 10% ;添力口剂，2. 5%。
3.一种权利要求I所述的高抗拉强度超滤膜材料的制备方法，包括下列内容 (1)配制铸膜液按照配方量将聚醚砜(PES)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，加入添加剂，将混合液加热至60°C溶解，直至铸膜液均匀透明； (2)脱泡将铸膜液置于脱泡罐中，在70°C温度条件下，搅拌I小时，待混合均匀后静置24小时，充分脱泡； (3)制备原纤将充分脱泡后的混合液送入纺丝机中，用喷丝头挤出形成中空状原纤，静置，待原纤中部分溶剂蒸发后，浸入2%的甘油溶液凝固浴中，原纤凝固成内径为0. 8mm、外径为I. 25mm的固态中空纤维； (4)成膜将制备好的原纤放入乙醇溶液中浸泡，即成； 所述铸膜液包括如下重量份组分聚醚砜(PES)，15%-25% ；N-甲基吡咯烷酮(NMP)，50%-60% ;聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，10%-15% ;添加剂，2%-3%。
全文摘要
本发明所采取的技术方案是，一种高抗拉强度超滤膜材料及其制备方法，其包括如下重量份组分聚醚砜(PES)，15%-25%；N-甲基吡咯烷酮(NMP)，50%-60%；聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，10%-15%；添加剂，2%-3%。所制备的超滤膜耐压、耐热、抗氧化性高,耐酸碱性强，生物相容性好。
文档编号B01D69/02GK102728244SQ20111008295
公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月2日 优先权日2011年4月2日
发明者张松, 杨佃章, 蔡树威, 邓发晓 申请人:青岛华轩环保科技有限公司