采用聚醇/酯共混物亲水化改性疏水型高分子分离膜的方法与流程

文档序号:12618522阅读:271来源:国知局

本发明涉及一种采用聚醇/酯共混物亲水化改性疏水型高分子分离膜的方法,属于高分子领域、分离膜技术与膜材料领域。



背景技术:

在废水处理方面,高分子分离膜材料分离技术的应用十分广泛,微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)都广泛使用高分子膜材料。但目前商业化的绝大部分的高分子膜材料本体均是疏水型的,因为材料本体疏水,无法正常进行过滤工作。因此亲水化改性是疏水性高分子分离膜的必然选择。最简单的亲水化改性方法是将分离膜浸泡在与水互溶,又与疏水性高分子亲和性强的溶剂(例如乙醇)中进行亲水化,优点是处理方法十分简单,缺点是膜要湿态保存,一旦溶剂或者水挥发掉,就会再次失去透水性,特别是一些膜裸露在外的膜元件中,想让膜湿态保存是及其困难的。重复利用时需要再浸泡。

除此以外,更多的亲水化改性集中在对膜材料性能的改进中,主要从膜本体及膜表面两方面入手,前者是对铸膜液进行亲水化处理,后者则是通过在成品膜表面引入亲水基团进行亲水化处理。膜本体改性是通过将膜材料与亲水性聚合物或无机纳米材料共混,改善膜的亲水性能,例如中国专利CN101190401A与CN101264428A采用了聚偏氟乙烯与两亲性聚合物共混。该方法虽然提高膜的亲水性,但改变了膜材料本体材质,对于膜材料的其他性能有较大的影响;膜表面改性是引入一个亲水层到现有的膜表面,常用的方法有等离子体引发,高能辐照引发等方法,但这些方法都太复杂了,操作不易,成本太高,不利于商业化推广。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种采用聚醇/酯共混物亲水化改性疏水型高分子分离膜的方法,该方法通过简单的操作就能够提高膜的亲水性能,并且制备出的膜能够重复利用。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

采用聚醇/酯共混物亲水化改性疏水型高分子分离膜的方法,具体步骤如下:

步骤一、配置含有醇类聚合物、酯类化合物及离子型亲水试剂的水溶液;

步骤二、将未改性高分子分离膜浸泡在步骤一所得的水溶液中,直至混合物吸附在膜表面及膜本体;然后将其取出即得到亲水化的高分子分离膜。

所述的离子型亲水试剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的任意一种或两种以上的混合物。

所述的醇类聚合物为聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙二醇中的任一种或它们的混合物。

所述的酯类化合物为聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的任一种或它们的混合物。

所述的醇类聚合物占水溶液的质量浓度为0.2%~1%。

所述的酯类化合物的占水溶液质量浓度为1%~3%。

所述的离子型亲水试剂占水溶液质量浓度为1%~3%。

步骤二所述的浸泡时间为1小时~24小时。

所述的高分子分离膜是平板式、卷式或中空纤维式的。

所述的高分子分离膜是用熔融拉伸法、相转化法、或界面聚合法所制备的。

所述的高分子分离膜是微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜。

所述的高分子分离膜为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚砜(Pf)、聚醚砜(PES)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、醋酸纤维素(CA)、聚酰胺等(PI)。

有益效果

1、本发明利用具有两亲性的聚酯共混物,对高分子分离膜进行浸泡改性,该两亲性聚酯共混物亲水化效果好,能够高效、快速提高膜材料的通水量,可有效降低生产成本,而且操作简便,不易挥发,即使水份完全挥发掉,覆盖在膜表面及本体的共混物可快速的引导水份透过高分子分离膜,实现高分子分离膜的功能化,因此处理完成后可干燥保持膜产品,降低保存与运输成本。

2、本发明用于处理废水处理时,能够快速重复利用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明,但是所述实施方式举例不构成对本发明的限制。

实施例1

将未改性的聚偏氟乙烯中空纤维膜,利用乙醇浸泡后,在湿态下测得纯水通量为600~700L/m2·h·0.1MPa。

采用聚醇/酯共混物亲水化改性疏水型高分子分离膜的方法,具体步骤如下:

步骤一、配置含有醇类聚合物、酯类化合物及离子型亲水试剂的水溶液;

称取聚乙烯醇0.3g,聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬酸酯0.9g,十二烷基磺酸钠0.9g,加水配制成30g混合溶液。所述的离子型亲水试剂为十二烷基磺酸钠。所述的醇类聚合物占水溶液的质量浓度为1%。所述的酯类化合物占水溶液的质量浓度为3%。所述的离子型亲水试剂占水溶液的质量浓度为3%。

步骤二、将未改性的聚偏氟乙烯中空纤维膜浸泡在步骤一所得的水溶液中8小时,直至混合物吸附在膜表面及膜本体;然后取出分离膜即得到亲水化的聚偏氟乙烯中空纤维膜。测得纯水通量为700~800L/m2·h·0.1MPa。

实施例2

将未改性的聚砜多孔平板膜,利用乙醇浸泡后,在湿态下测得纯水通量为600~700L/m2·h·0.1MPa。

采用聚醇/酯共混物亲水化改性疏水型高分子分离膜的方法,具体步骤如下:

步骤一、配置含有醇类聚合物、酯类化合物及离子型亲水试剂的水溶液;

称取乙烯-乙烯醇共聚物0.15g,聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯0.6g,十二烷基苯磺酸钠0.6g,加水配制成30g混合溶液。所述的离子型亲水试剂为十二烷基磺酸钠。所述的醇类聚合物占水溶液的质量浓度为0.5%。所述的酯类化合物占水溶液的质量浓度为2%。所述的离子型亲水试剂占水溶液的质量浓度为2%。

步骤二、将未改性的聚砜多孔平板膜浸泡在步骤一所得的水溶液中12小时,直至混合物吸附在膜表面及膜本体;然后取出分离膜即得到亲水化的聚砜多孔平板膜。测得纯水通量为700~750L/m2·h·0.1MPa。

实施例3

将未改性的聚丙烯腈卷式膜,利用乙醇浸泡后,在湿态下测得纯水通量为600~700L/m2·h·0.1MPa。

采用聚醇/酯共混物亲水化改性疏水型高分子分离膜的方法,具体步骤如下:

步骤一、配置含有醇类聚合物、酯类化合物及离子型亲水试剂的水溶液;

称取聚乙二醇0.06g,,聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯0.3g,十二烷基磺酸钠0.3g,加水配制成30g混合溶液。所述的离子型亲水试剂为十二烷基硫酸钠。所述的醇类聚合物占水溶液的质量浓度为0.2%。所述的酯类化合物占水溶液的质量浓度为1%。所述的离子型亲水试剂占水溶液的质量浓度为1%。

步骤二、将未改性的聚丙烯腈卷式膜浸泡在步骤一所得的水溶液中8小时,直至混合物吸附在膜表面及膜本体;然后取出分离膜即得到亲水化的聚丙烯腈卷式膜。测得纯水通量为700~800L/m2·h·0.1MPa。

实施例4

将未改性的聚氯乙烯多孔平板膜,利用乙醇浸泡后,在湿态下测得纯水通量为600~700L/m2·h·0.1MPa。

采用聚醇/酯共混物亲水化改性疏水型高分子分离膜的方法,具体步骤如下:

步骤一、配置含有醇类聚合物、酯类化合物及离子型亲水试剂的水溶液;

称取乙烯-乙烯醇共聚物0.06g,聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯0.6g,十二烷基磺酸钠0.9g,加水配制成30g混合溶液。所述的离子型亲水试剂为十二烷基磺酸钠。所述的醇类聚合物占水溶液的质量浓度为0.2%。所述的酯类化合物占水溶液的质量浓度为2%。所述的离子型亲水试剂占水溶液的质量浓度为3%。

步骤二、将未改性的聚氯乙烯多孔平板膜浸泡在步骤一所得的水溶液中20小时,直至混合物吸附在膜表面及膜本体;然后取出分离膜即得到亲水化的聚氯乙烯多孔平板膜。测得纯水通量为650~750L/m2·h·0.1MPa。

实施例5

将未改性的聚丙烯中空纤维膜,利用乙醇浸泡后,在湿态下测得纯水通量为600~700L/m2·h·0.1MPa。

采用聚醇/酯共混物亲水化改性疏水型高分子分离膜的方法,具体步骤如下:

步骤一、配置含有醇类聚合物、酯类化合物及离子型亲水试剂的水溶液;

称取聚乙二醇0.24g,,聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯0.6g,十二烷基磺酸钠0.3g,加水配制成30g混合溶液。所述的离子型亲水试剂为十二烷基苯磺酸钠。所述的醇类聚合物占水溶液的质量浓度为0.8%。所述的酯类化合物占水溶液的质量浓度为2%。所述的离子型亲水试剂占水溶液的质量浓度为1%。

步骤二、将未改性的聚丙烯中空纤维膜浸泡在步骤一所得的水溶液中5小时,直至混合物吸附在膜表面及膜本体;然后取出分离膜即得到亲水化的聚丙烯中空纤维膜。测得纯水通量为700~750L/m2·h·0.1MPa。

实施例6

将未改性的聚乙烯卷式膜,利用乙醇浸泡后,在湿态下测得纯水通量为600~700L/m2·h·0.1MPa。

采用聚醇/酯共混物亲水化改性疏水型高分子分离膜的方法,具体步骤如下:

步骤一、配置含有醇类聚合物、酯类化合物及离子型亲水试剂的水溶液;

称取聚乙烯醇0.3g,聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯0.3g,十二烷基硫酸钠0.3g,加水配制成30g混合溶液。所述的离子型亲水试剂为十二烷基磺酸钠。所述的醇类聚合物占水溶液的质量浓度为1%。所述的酯类化合物占水溶液的质量浓度为1%。所述的离子型亲水试剂占水溶液的质量浓度为1%。

步骤二、将未改性的聚乙烯卷式膜浸泡在步骤一所得的水溶液中9小时,直至混合物吸附在膜表面及膜本体;然后取出分离膜即得到亲水化的聚乙烯卷式膜。测得纯水通量为700~750L/m2·h·0.1MPa。

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