[發明專利]一種聚醚砜中空纖維超濾膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201010278600.6
• 申請日: 2010-09-08
• 公開（公告）號: CN102397760A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 楊新浩;葛海霖
• 申請（專利權）人: 綿陽美能材料科技有限公司
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D69/08;B01D67/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫

技術領域

本發明涉及一種聚醚砜中空纖維超濾膜及其制備方法。

背景技術

聚醚砜樹脂(PES)是一種特種工程塑料，由于其玻璃化溫度高，物化穩定性好，可制備的超濾膜耐壓，耐熱，耐氧化性均較高，生物相溶性也較其它的膜材料好。近幾年來，膜分離技術發展迅猛，由聚醚砜(PES)制成的中空纖維膜已被廣泛地應用于工業，民用水處理和水凈化，以及生物醫藥制品的過濾。特別是飲用水，飲料，酒類和各種生物醫藥制品的凈化和純化，分離等方面的應用。(1)中國專利CN120183A描述早期聚醚砜中空纖維膜及其制造方法和用途；(2)中國專利CN1680010A描述一種改性聚醚砜(PES)中空纖維膜及其制造方法；(3)CN1695777A描述一種增強型聚醚砜中空纖維膜的制備方法包括親水性大分子和有機制孔劑等；上述所有這些都是采用非溶劑相分離法(NIPS)工藝，通過濕法和干-濕法所制得到聚醚砜(PES)的膜絲中往往含有大量大分子有機親水劑和成孔劑，由于這些大分子物質不容易從膜絲中完全除去，還不少存在于膜中，所以在應用中往往會慢慢地從膜絲中釋放出來，雖然這些大分子化合物無毒，但是在過濾后的體系中引來了外來的組份，如在過濾后的水中造成COD升高。再者，用非溶劑相分離法(NIPS)工藝制備的聚醚砜纖維膜需要濕態下保存以免水通量的降低，再加上濾膜中殘留有較多的有機大分子添加劑，這樣的纖維濾膜在濕態下很容易滋生細菌、霉菌等，所以這種含有有機親水性大分子的聚醚砜(PES)中空纖維膜絲在飲用水、食品和生物藥品的凈化、提純和分離等過濾過程中和膜的儲存過程中帶來很多問題，如需要添加額外的抗菌劑和對膜組件需要經常的消毒等。

發明內容

為了克服上述缺陷，本發明提供一種不含有任何添加劑、不需要在濕態下保存的聚醚砜纖維超濾膜。

本發明的聚醚砜中空纖維超濾膜，是用聚醚砜鑄膜液經非溶劑相分離法紡絲制備而成，所述聚醚砜制膜液包括如下重量百分數的組分：

聚醚砜樹脂15-30％，極性溶劑40-80％，非極性小分子成孔劑1-40％，

無機可溶性鹽類或疏水氧化物類成孔劑1-20％；

本發明所述的聚醚砜樹脂為聚醚砜或聚醚砜共聚物，或為聚醚砜和聚砜的混合物。所述聚醚砜樹脂的分子量為3萬-6萬道爾頓(重均分子量)。

優選地，所述極性溶劑為二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲亞砜。

優選地，所述非極性小分子成孔劑為水、乙醇、乙二醇、二乙二醇、異丙醇、甘油或丁醇。

優選地，所述無機可溶性鹽類為氯化鋰、硝酸鋰、高氯酸鋰或納米疏水碳酸鈣，疏水氧化物類為納米疏水氧化鋅或納米疏水氧化鋯。

上述聚醚砜中空纖維超濾膜的非溶劑相分離法制備方法，包括如下步驟：

(1)按照權利要求1的配方稱取：聚醚砜樹脂15-30％，極性溶劑40-80％，非極性小分子成孔劑1-40％，無機可溶性鹽類或疏水氧化物類成孔劑1-20％，將上述各組分投放于紡絲釜中，在75-95℃下攪拌溶解8-10小時，制成混合均勻的紡絲鑄膜液，真空靜止脫泡并保持于所需要的紡絲溫度25-80℃；

(2)用干-濕法的非溶劑相分離法工藝紡絲：將步驟(1)制備的鑄膜液過濾后經噴絲模具紡絲，噴絲模具紡出的絲經凝固浴中凝固成型，制成聚醚砜中空纖維膜超濾膜粗品；

(3)步驟2制備的聚醚砜中空纖維膜超濾膜粗品在稀的無機酸中浸泡除去膜絲中的無機鹽類成孔劑，然后用50-60℃水中清洗除去殘留的有機溶劑、成孔劑，最后，依次乙醇和正己烷溶液中浸泡后，在60℃烘干。

優選地，所述極性溶劑為二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲亞砜。

優選地，所述非極性小分子成孔劑為水、乙醇、乙二醇、二乙二醇、異丙醇、甘油或丁醇。

優選地，所述無機可溶性鹽類為氯化鋰、硝酸鋰、高氯酸鋰或納米疏水碳酸鈣，疏水氧化物類為納米疏水氧化鋅或納米疏水氧化鋯。

優選地，所述無機酸為鹽酸、硫酸或硝酸。

優選地，所述凝固浴包括外凝固液和內凝固液；所述外凝固液為純水，或是純水與乙醇、異丙醇或乙二醇的混合液，且水的重量百分比含量不小于70％；所述內凝固液為純水，或純水與極性溶劑二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲亞砜或N-甲基吡咯烷酮的混合液，所述混合液中水的重量百分比含量為40-80％。