[發明專利]多層復合結構的濾膜的制備方法

有效

• 申請號: 201110239074.7
• 申請日: 2011-08-18
• 公開（公告）號: CN102949938A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 鄭建芬;張海源;韓志超
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/12;B01D61/02;B01D61/14;C02F1/44
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

1.一種多層復合結構的濾膜的制備方法，其特征是，所述的制備方法包括以下步驟：

(1)將原料聚合物溶于有機溶劑中，攪拌，制得聚合物靜電紡絲溶液；所述的聚合物在靜電紡絲溶液中的體積濃度為10～30％；

(2)將步驟(1)配好的聚合物靜電紡絲溶液裝入溫度為40～80℃的靜電紡絲設備的儲液裝置中，調整靜電紡絲溶液的供料速率為5～300μL/min；靜電紡絲設備的噴絲頭與接地的收集器之間的距離為5～25cm；環境溫度為35～80℃；將無紡布置于收集器上，開啟高壓電源，靜電壓為1～60kV；開啟注射器泵，將聚合物靜電紡絲溶液的噴射流噴射到無紡布上，得到聚合物納米纖維膜層和無紡布構成的雙層復合膜；

(3)將步驟(2)得到的雙層復合膜置于兩塊平整的耐熱包覆材料之間并進行熱壓，熱壓的溫度為80～200℃；熱壓的壓力為0.1～0.5MPa；在兩塊平整的包覆材料之間得到熱壓定型的復合膜；

(4)將步驟(3)得到的熱壓定型的復合膜置于等離子設備中，調整等離子設備的放電功率為1～100W，真空度為0.5Pa～100Pa，以60～1000mL/min的速度通入反應氣體，放電時間為5秒～60分鐘；進行等離子體放電反應，在熱壓定型的復合膜的聚合物納米纖維膜的表面進行接枝反應得到含有官能團的聚合物納米纖維復合膜；

(5)將水溶性多官能胺單體溶于水相溶劑中，攪拌，制得界面聚合水相反應溶液，其中界面聚合水相反應溶液中的水溶性多官能胺單體的體積濃度為0.1～10％；將油溶性多官能酰氯單體溶于油相有機溶劑中，攪拌，制得界面聚合油相反應溶液，其中界面聚合油相反應溶液中的多官能酰氯單體的體積濃度為0.1～10％；

(6)將步驟(4)得到的含有官能團的聚合物納米纖維復合膜浸入到步驟(5)得到的界面聚合水相反應溶液中，靜置0.5～60分鐘，取出后刮平含有官能團的聚合物納米纖維復合膜表面的水相反應溶液，靜置1～600分鐘；然后再浸入到步驟(5)得到的界面聚合油相反應溶液中，靜置0.5～60分鐘；或

將步驟(4)得到的含有官能團的聚合物納米纖維復合膜浸入到步驟(5)得到的界面聚合油相反應溶液中，靜置0.5～60分鐘，取出后刮平含有官能團的聚合物納米纖維復合膜表面的油相反應溶液，靜置1～600分鐘；然后再浸入到步驟(5)得到的界面聚合水相反應溶液中，靜置0.5～60分鐘；

取出上述反應膜后置于真空環境并室溫干燥，在含有官能團的聚合物納米纖維復合膜上得到親水性聚合物分離層，得到無紡布、聚合物納米纖維復合膜層和親水性聚合物分離層構成的三層復合膜；

上述的體積濃度的單位是g/mL。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是：所述的聚合物納米纖維膜層的厚度為10～50μm；所述的聚合物納米纖維膜層中的纖維直徑為200～800nm。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是：所述的親水性聚合物分離層是由水溶性多官能胺單體和油溶性多官能酰氯單體在油水兩相界面進行聚合反應形成的厚度為200nm～2μm之間的膜。

4.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征是：所述的原料聚合物是聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈或聚氯乙烯。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征是：所述的聚砜包括雙酚A型聚砜或聚醚砜。

6.根據權利要求1或3所述的制備方法，其特征是：所述的水溶性多官能胺單體是間苯二胺、對苯二胺、鄰苯二胺、1，3，5-三氨基苯、苯二甲基二胺、乙二胺、丙二胺、1，3-二氨基環己烷、1，2-二氨基環己烷、哌嗪或4-氨基甲基哌嗪；

所述的油溶性多官能酰氯單體是間苯二甲酰氯、對苯二甲酰氯或1，3，5-均苯三甲酰氯。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是：所述的反應氣體選自氮氣、氧氣、氨氣、氬氣、空氣、二氧化碳氣體所組成的組中的至少一種；或選自丙烯酸單體、丙烯酰胺單體、乙酸乙烯酯單體、丙烯酸甲酯單體、甲基丙烯酸甲酯單體、甲基丙烯酸乙酯單體、丙烯醇單體、乙烯單體、丙烯單體、異丁烯單體、正丁烯單體、苯乙烯單體、丁二烯單體、異戊二烯單體所氣化后的氣體所組成的組中的至少一種；或選自上述所有氣體所組成的組中的至少一種。