[發(fā)明專利]一種控制聚酰胺復(fù)合膜活性層厚度的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010115221.5
• 申請日: 2010-03-01
• 公開（公告）號: CN102188916A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武少禹
• 申請（專利權(quán)）人: 武少禹
• 主分類號: B01D71/56
• 分類號: B01D71/56;B01D69/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種控制聚酰胺復(fù)合膜活性層厚度的方法。將支撐底膜浸入到多元胺溶液后，用聚合物，或堿，鹽的稀溶液浸泡處理，淋干表面形成一薄層后，將該支撐底膜繼續(xù)浸入到多元酰氯溶液中形成聚酰胺復(fù)合膜。

背景技術(shù)

納濾和反滲透膜因?qū)τ袡C(jī)小分子和無機(jī)鹽離子的卓越的分離性能，以及安全，環(huán)境友好，易操作等優(yōu)點(diǎn)而成為水處理的關(guān)鍵技術(shù)之一。其應(yīng)用包括海水及苦咸淡化，硬水軟化，中水回收，工業(yè)廢水處理，超純水制備等廣泛領(lǐng)域。其中復(fù)合膜因其可將膜的截留率，水通量，穩(wěn)定性等性能優(yōu)化而成為當(dāng)前發(fā)展最快、應(yīng)用最多的膜品種，目前市場上超過90％的納濾和反滲透膜是復(fù)合膜。復(fù)合膜是指在多孔的支撐底膜上復(fù)合一層很薄的、致密的、有特種分離功能的不同材料。與一體化膜比較，復(fù)合膜的表面致密層厚度更薄，從而使膜同時具有高的溶質(zhì)分離率和水的透過速率，及可優(yōu)化的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)，可滿足各種不同的選擇性分離需求。當(dāng)前廣泛用于水處理行業(yè)中的復(fù)合膜主要采取界面聚合的方式，將聚酰胺薄膜復(fù)合到微孔支撐底膜表面。通常的工藝過程，在開創(chuàng)性的美國專利4277344有詳細(xì)介紹。首先將聚砜涂敷到聚酯無紡布上而形成的微孔底膜，浸入到二胺或多胺水溶液中，然后通過風(fēng)淋，輥壓等方法去除膜表面多余胺溶液，再浸入到多元酰氯的有機(jī)非極性溶液中與酰氯發(fā)生界面聚合反應(yīng)，從而在表面形成致密的具有分離功能的超薄活性層，成膜后，充分洗滌及適當(dāng)?shù)臒峁袒幚砜稍黾幽ば阅堋Ｋ浚鰹槟ば阅艿囊粋€重要參數(shù)，除了取決于化學(xué)結(jié)構(gòu)及形態(tài)，形貌結(jié)構(gòu)外，更取決于膜厚度，尤其是活性層的厚度。在不影響截留率及穩(wěn)定性的前提下，活性層越薄越好。當(dāng)前商用納濾及反滲透復(fù)合膜的厚度界于幾納米到幾百納米，通常由多胺的結(jié)構(gòu)，濃度及添加劑結(jié)構(gòu)與濃度決定。由于多氨及多元酰氯反應(yīng)活性很高，速度很快，因而更薄的致密的聚酰胺層不易獲得，從而限制了水通量的進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合過程中控制聚酰胺活性層厚度的方法，從而提高膜的水通量。

將支撐底膜在多元胺溶液中浸潤一定時間后，用淋干或輥壓法去除表面多余的胺溶液，然后將該底膜浸泡到一種聚合物的稀溶液或堿，鹽的稀溶液或以上物質(zhì)的混合物中一定時間后取出，垂直放置底膜使表面多余溶液被排除掉并在空氣中淋至半干，使底膜表面形成一層超薄膜，將該支撐底膜繼續(xù)浸入到酰氯溶液中一定時間使底膜中的胺與酰氯進(jìn)行聚合反應(yīng)成復(fù)合膜，然后經(jīng)必要的熱處理及洗滌，形成最后的復(fù)合膜。底膜表面的超薄膜的作用是將胺分子限制在底膜和該超薄膜之間，從而在與酰氯聚合過程中，限制胺或酰氯在界面處的擴(kuò)散速度，這樣所形成的聚酰胺活性層的厚度將得到控制。該薄膜可以部分或全部溶解在隨后的復(fù)合過程所使用的溶劑中，如酰氯溶液中的烷烴，或之后洗滌工藝中的酸，堿溶液及純水中，也可以將該超薄膜最終保留在復(fù)合膜結(jié)構(gòu)中，而成為復(fù)合膜的一部分。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供的實(shí)施例如下：

對比例：將平均孔徑約200A的聚砜底膜浸入到2.0％的間苯二胺水溶液中2分鐘，用橡皮輥輥壓膜表面至半干后浸入到0.2％的均苯三甲酰氯正己烷溶液中90秒。取出后放入90℃的烘箱處理10分鐘。所得的復(fù)合膜性能用以下條件測試：NaCl的水溶液濃度：1500ppm；測試壓力：1.5MPa；測試溫度：25℃。所得測試結(jié)果：NaCl的截留率98.9％，水通量為0.77M³/M².d。

實(shí)施例1-12，其它條件與對比例相同，在輥壓工藝及與酰氯反應(yīng)成膜工藝之間，用各種不同濃度和種類的溶液浸泡處理一定時間，如聚乙烯醇，聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸甲酯，聚乙烯，聚丁二烯，雞蛋清，NaCl溶液，及NaCl/聚乙烯醇的混合溶液，垂直放置底膜使表面多余溶液被排除掉并在空氣中淋至表面半干，然后與均苯三甲酰氯聚合成膜。測試條件與對比例相同，所得結(jié)果列在表1。

表1