[發(fā)明專利]纖維素親水改性聚合物分離膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110129523.2
• 申請日: 2011-05-19
• 公開（公告）號: CN102302902A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐葉紅
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州市新能膜材料科技有限公司;唐葉紅
• 主分類號: B01D71/26
• 分類號: B01D71/26;B01D71/68;B01D71/34;B01D71/36;B01D71/10;B01D67/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚合物分離膜及其制備方法，尤其涉及一種纖維素親水改性聚合物分離膜及其制備方法。

背景技術(shù)

聚合物分離膜材料已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域，膜分離技術(shù)具有高效、節(jié)能的特點，對于節(jié)約能源、提高效率、凈化環(huán)境等做出了重要貢獻。但目前常用的膜分離材料多為聚乙烯、聚丙烯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯等高分子材料，這類聚合物表面能低、疏水性較強，在處理水相分離體系時，流體透過聚合物分離膜的傳質(zhì)驅(qū)動力高，能耗大，水通量低；另外，這類疏水性膜材料表面極易吸附有機物和蛋白質(zhì)等雜質(zhì)，產(chǎn)生濃差極化，使膜被嚴重污染，從而導(dǎo)致通量急劇下降，這些缺點制約了它們的進一步推廣應(yīng)用。

采用表面改性技術(shù)可以優(yōu)化膜分離材料的表面性能，尤其是親水性能，而又不會破壞它的本體性能，能夠提高膜分離材料的使用效率，并延長其使用壽命。到目前為止，已發(fā)展了多種可用于聚合物分離膜表面親水改性的方法，主要為物理方法和化學(xué)方法。前者如物理涂覆法，它雖然簡單，但由于只是通過物理吸附作用來固定表面改性劑，導(dǎo)致表面改性劑易流失，親水性在使用過程中逐漸下降。化學(xué)改性的方法有很多，主要包括紫外光輻照接枝改性(中國發(fā)明專利申請公開說明書CN1618509A)、表面等離子體處理(中國發(fā)明專利申請公開說明書CN1539550A)、γ-射線輻射改性(中國發(fā)明專利申請公開說明書CN1569934A)、臭氧接枝改性(中國發(fā)明專利申請公開說明書CN1640533A)和表面活性劑涂覆改性(中國發(fā)明專利申請公開說明書CN1257747A)等，以上親水改性方法分別存在活性粒子密度不易調(diào)控、輻射強、操作不方便、不利于連續(xù)化操作、耗能大等缺點。因此，有必要發(fā)展一種簡單高效、適于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)的疏水性聚合物分離膜親水化改性方法，進而賦予聚合物分離膜表面持久的親水性能。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是提供一種聚合物分離膜親水化改性方法。該方法利用纖維素在聚合物分離膜孔表面進行涂覆交聯(lián)從而賦予聚合物微孔膜持久親水性。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種纖維素親水改性聚合物分離膜，采用上述方法制備而得。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種聚合物分離膜親水化改性方法，依次由下述步驟組成：

步驟1、將纖維素溶解于氫氧化鈉和尿素混合水溶液中，制備纖維素溶液；

步驟2、將聚合物分離膜采用去離子水清洗，再將其浸泡在上述纖維素溶液中1~4小時后，在室溫下晾干；

步驟3、將上述處理后的聚合物分離膜浸泡在高碘酸鈉水溶液中2~8小時后，利用去離子水清洗并在室溫下晾干；

步驟4、將上述處理后的聚合物分離膜置于四乙烯五胺水溶液中，在室溫下浸泡4~12小時后，利用去離子水清洗并在室溫下晾干。

優(yōu)選的，

所述步驟1中，所述的氫氧化鈉和尿素混合水溶液中，氫氧化鈉和尿素的質(zhì)量百分比濃度分別為5~10%和3~9%?。

所述步驟1中，所述纖維素溶液中纖維素質(zhì)量百分比濃度為0.1~1%，所述纖維素的分子量為2萬~50萬。

所述步驟2中，所述的聚合物分離膜的材料為疏水性聚合物材料，為聚乙烯、聚丙烯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯。

所述步驟2中，所述的聚合物分離膜可以為微濾膜、超濾膜或納濾膜，可以制成平板膜、中空纖維膜或管式膜。

所述步驟3中，所述高碘酸鈉水溶液，高碘酸鈉的質(zhì)量百分比濃度為0.1~1%?。

所述步驟4中，所述的四乙烯五胺水溶液，四乙烯五胺的質(zhì)量百分比濃度為1~10%。

四乙烯五胺，英文名稱：Tetraethylenepentamine，英文縮寫：TEPA，別名：四乙撐五胺、四亞乙基五胺，其分子式為：NH₂(CH₂CH₂NH)₃CH₂H₂NH₂。

另外，本發(fā)明還提供了一種纖維素親水改性聚合物分離膜，采用上述方法制備而得。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的優(yōu)點具體體現(xiàn)為：

(1)?通過表面涂覆和交聯(lián)的方法對聚合物分離膜表面親水改性，生產(chǎn)工藝簡單，該方法可連續(xù)化操作，適于工業(yè)化生產(chǎn)；

(2)?所用的親水改性劑纖維素以及交聯(lián)劑等來源廣，成本低廉；