[發明專利]一種聚苯硫醚多孔膜及其制備方法

無效

• 申請號: 200710063537.2
• 申請日: 2007-02-02
• 公開（公告）號: CN101234305A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 丁懷宇;施艷蕎;陳觀文;張強
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: B01D71/66
• 分類號: B01D71/66
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及一種聚苯硫醚多孔膜及其制備方法。

背景技術

熱致相分離法(TIPS)法是二十世紀八十年代興起的一種制作微孔濾膜方法，它尤其適用于常溫下無合適溶劑，不能通過非溶致相分離(NIPS)法成膜的聚合物。與NIPS法的干法、濕法相比，TIPS法至少有以下幾個優點：影響因素少、成膜工藝較容易控制、所成膜的強度更高、孔隙率更高等。TIPS法經過多年的發展，已經獲得產業化的應用，TIPS法制備的多孔膜主要通過微濾、超濾等膜過程，用于廢水處理、再生水回用，也用于上水處理。

目前，采用TIPS法制備多孔膜的膜材質主要有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚偏氟乙烯(PVDF)等，這些材料的耐溫性和耐溶劑性一般。中國專利CN1613907、CN1356410和CN1718627，公開了熱致相分離法制備聚丙烯多孔膜的方法。主要采用礦物油、植物油、液體石蠟、鄰苯二甲酸酯類作為稀釋劑，將稀釋劑與聚丙烯混合，加熱成均相溶液，然后降溫分相，形成多孔結構。但由于膜材料本身特性的限制，其耐高溫、耐溶劑性能并不好，限制了其工業應用性。

發明內容

本發明的目的是提供一種耐高溫、耐溶劑的的聚苯硫醚多孔膜及其制備方法。

本發明所提供的聚苯硫醚多孔膜，是由聚苯硫醚制成的，內部孔徑為0.09～0.2μm，孔隙率為70～90％。

該聚苯硫醚多孔膜的制備方法，包括如下步驟：

1)將聚苯硫醚與稀釋劑混合，形成均相溶液；所述稀釋劑選自二苯醚、二苯酮、二苯砜和安息香中的一種或幾種；

2)均相溶液脫泡后，涂敷于模板上，冷卻，使均相溶液發生相分離，凝固成膜；

3)以萃取劑萃取出膜中的稀釋劑，得到所述聚醚醚酮多孔膜。

其中，均相溶液中，聚苯硫醚的質量含量為5-50％；優選為10-40％。均相溶液是在高溫攪拌下形成的，溫度為220-280℃，優選為240-280℃。為了保證所得膜的性能，一般選用數均分子量為50000-150000的聚苯硫醚。

在制備過程中，步驟2)所采用的冷卻可以采用在空氣中自然冷卻，也可以采用直接浸入冷卻液中進行冷卻，所選的冷卻液為水、乙醇、乙二醇或丙二醇；步驟3)萃取劑為醇類化合物或者丙酮；其中，常用醇類化合物為甲醇、乙醇、丙醇或異丙醇，優選為乙醇或丙醇。制備結束后，對含有稀釋劑的萃取劑進行精餾分離，可以對稀釋劑和萃取劑重復使用。

聚苯硫醚(PPS)是一種耐高溫的半結晶性聚合物，其玻璃化溫度為103.9℃，熔點為265.6℃，并且在200℃以下不溶于任何有機溶劑。本發明制備出的高性能的聚苯硫醚平板多孔膜，其孔結構通過稀釋劑和鑄膜液中各組分的質量比的改變可以有效控制，得到的聚苯硫醚平板多孔膜中的孔結構可以為枝條狀、球晶狀、胞腔狀孔結構，孔隙率達到70～90％，且孔徑分布較窄，內部孔(即非表面孔)的平均直徑為0.09～0.2μm；并且，膜的耐高溫、耐溶劑性能優良。

本發明采用具有優異性能的聚苯硫醚作為膜材質，在高溫下溶解，然后低溫分相來制備出具有高強度、耐高溫和耐溶劑的聚苯硫醚多孔膜。與聚偏氟乙烯、聚乙烯和聚丙烯等多孔膜相比，本發明聚苯硫醚多孔膜具有孔徑分布窄，孔隙率高，強度高，耐高溫和耐溶劑等優點，可以廣泛應用于微濾和超濾等領域，特別是高溫下的超濾、微濾等膜過程，甚至替代無機膜。

附圖說明

圖1.實施例1的聚苯硫醚平板多孔膜的斷面孔結構電鏡照片。

圖2.實施例2的聚苯硫醚平板多孔膜的斷面孔結構電鏡照片。

圖3.實施例3的聚苯硫醚平板多孔膜的斷面孔結構電鏡照片。

圖4.實施例4的聚苯硫醚平板多孔膜的斷面孔結構電鏡照片。

具體實施方式

本發明采用PPS/稀釋劑混合體系通過熱致相分離法制作出聚苯硫醚平板多孔膜，該方法的典型操作步驟為：

聚苯硫醚和稀釋劑在高溫釜中混合并加熱至共熔，攪拌均勻，靜置脫泡后得到鑄膜液，在高溫下將鑄膜液涂覆在模板上，然后在空氣中緩慢冷卻或淬冷，再將膜中稀釋劑萃取出來，干燥，得到聚苯硫醚多孔膜。該方法可形成孔結構優良的聚苯硫醚平板多孔膜，孔尺寸可控，并且孔徑的分布窄，膜的耐高溫、耐溶劑性能優良。