[發(fā)明專(zhuān)利]一種磺化聚芳醚砜和反滲透膜及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210420964.2
• 申請(qǐng)日: 2012-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103788374A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張楊;劉軼群;潘國(guó)元;郭敏;嚴(yán)昊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C08G75/23
• 分類(lèi)號(hào): C08G75/23;B01D71/68;B01D67/00
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;王鳳桐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磺化聚芳醚砜、一種磺化聚芳醚砜的制備方法、由上述方法制備得到的磺化聚芳醚砜、一種由上述磺化聚芳醚砜制備得到的反滲透膜、以及一種反滲透膜的制備方法。

背景技術(shù)

聚芳醚砜是一種綜合性能優(yōu)異的特種工程塑料，具有優(yōu)異的耐熱性、耐輻射性、絕緣性及耐老化性等，其優(yōu)異的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性使其在電子儀器、機(jī)械儀表、航空航天等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而，隨著高科技領(lǐng)域的發(fā)展，現(xiàn)有的聚芳醚砜已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足更多應(yīng)用領(lǐng)域的要求。因此，開(kāi)發(fā)出新型的聚芳醚砜已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)。

膜分離是在20世紀(jì)初出現(xiàn)，并在20世紀(jì)60年代后迅速崛起的一種分離新技術(shù)。由于膜分離技術(shù)既具有分離、濃縮、純化和精制的功能，又具有高效、節(jié)能、環(huán)保、分子級(jí)過(guò)濾、過(guò)濾過(guò)程簡(jiǎn)單、易于控制等特點(diǎn)，因此，目前已被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、生物、環(huán)保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領(lǐng)域，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，已成為當(dāng)今分離技術(shù)中最重要的手段之一。膜分離技術(shù)的核心就是分離膜。對(duì)于多孔膜來(lái)說(shuō)，根據(jù)膜孔直徑的大小可以分為微濾膜、超濾膜、納濾膜以及反滲透膜。

其中，反滲透膜因具有對(duì)有機(jī)小分子和無(wú)機(jī)鹽離子的良好分離性能、安全、環(huán)保、易操作等優(yōu)點(diǎn)而成為水處理的關(guān)鍵技術(shù)之一。迄今為止，反滲透膜的主要應(yīng)用在于海水及苦咸水淡化、硬水軟化、中水回收、工業(yè)廢水處理以及超純水制備等領(lǐng)域。目前，市場(chǎng)上90%的反滲透膜是復(fù)合膜，即，由分離層和支撐層構(gòu)成。其中，復(fù)合膜的制備方法主要包括稀溶液涂覆法、界面聚合法以及等離子體聚合法等。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，例如，可以將聚酰胺薄膜復(fù)合到微孔支撐底膜表面。然而，聚酰胺的化學(xué)結(jié)構(gòu)使該類(lèi)復(fù)合膜的耐氯性能很弱，商用聚酰胺復(fù)合膜對(duì)游離氯的容許度幾乎為零，從而增加了反滲透膜的預(yù)處理成本并降低了其使用壽命。因此，提高膜的耐氯性能是當(dāng)前反滲透膜研究的重要任務(wù)之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種磺化聚芳醚砜、一種磺化聚芳醚砜的制備方法、由上述方法制備得到的磺化聚芳醚砜、一種由上述磺化聚芳醚砜制備得到的反滲透膜、以及一種反滲透膜的制備方法。

本發(fā)明提供了一種磺化聚芳醚砜，其中，該磺化聚芳醚砜具有式（Ⅰ）所示的結(jié)構(gòu)：

式（Ⅰ），

其中，R₁-R₂₂各自獨(dú)立地為氫或C₁-C₅的烷基，R₂₃不存在或者為取代或非取代的C₁-C₅的亞烷基，m：n=0.1-10：1，所述磺化聚芳醚砜的數(shù)均分子量為1萬(wàn)-10萬(wàn)。

本發(fā)明還提供了一種磺化聚芳醚砜的制備方法，其中，該方法包括在縮合反應(yīng)條件下、在催化劑的存在下，將具有式（Ⅱ）所示結(jié)構(gòu)的雙酚單體、具有式（Ⅲ）所示結(jié)構(gòu)的非磺化二苯砜單體與具有式（Ⅳ）所示結(jié)構(gòu)的磺化二苯砜單體反應(yīng)，使得到具有式（Ⅰ）所示結(jié)構(gòu)的磺化聚芳醚砜，所述磺化聚芳醚砜的數(shù)均分子量為1萬(wàn)-10萬(wàn)、優(yōu)選為5萬(wàn)-8萬(wàn)；

式（Ⅰ），

式（Ⅱ），

式（Ⅲ），

式（Ⅳ），

其中，R₁-R₂₂各自獨(dú)立地為氫或C₁-C₅的烷基，R₂₃不存在或者為取代或非取代的C₁-C₅的亞烷基，R₂₄-R₂₇為鹵素，m：n=0.1-10：1。

本發(fā)明還提供了由上述方法制備得到的磺化聚芳醚砜。

本發(fā)明還提供了由上述磺化聚芳醚砜制備得到的反滲透膜。

此外，本發(fā)明還提供了一種反滲透膜的制備方法，其中，該制備方法包括將含有上述磺化聚芳醚砜和有機(jī)溶劑的鑄膜液均勻涂覆在基體上形成初生膜，并將所述初生膜中的有機(jī)溶劑去除。

本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由具有式（Ⅰ）所示結(jié)構(gòu)的磺化聚芳醚砜制備得到的反滲透膜具有較強(qiáng)的耐氯性能，極具工業(yè)前景。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

本發(fā)明提供的磺化聚芳醚砜具有式（Ⅰ）所示的結(jié)構(gòu)：