[發明專利]一種抗壓微孔膜及其制備方法

無效

• 申請號: 201310566662.0
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103585891A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 張林;柯慶青
• 申請（專利權）人: 濟南泰易膜科技有限公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/02;B01D71/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及膜技術領域，具體涉及一種抗壓微孔膜及其制備方法。?

背景技術

超濾和微濾等膜技術近年來在化工、環保、醫藥等領域得到了廣泛應用。同時，超濾膜也是反滲透或納濾等復合膜的支撐層。微濾、超濾、納濾和反滲透都屬于壓力驅動的膜過程，在運行過程中，膜長期處于受壓狀態，膜會漸漸被壓密，導致通量隨運行時間的延長而下降，特別是作為反滲透或納濾的支撐膜，所承受壓力非常高，因此膜的抗壓性非常重要。?

通常，膜的微孔結構分為指狀孔和海綿狀孔，指狀孔的膜有較大的透水能力，而海綿狀孔的抗壓性較好，因此很多研究報道了通過改變膜的孔結構來提高其抗壓性。申請號為200710072442.7的專利公布了在PVDF膜中添加鐵鹽，改變膜的斷面結構來提高膜的抗壓密性；周海平在碩士論文《密度梯度結構的聚砜超濾膜的制備研究》中通過調整制膜液組成獲得了斷面為海綿狀結構，膜孔大小為密度梯度的聚砜膜，該膜的抗壓性也非常良好；范為在碩士論文《聚醚砜超濾膜結構的影響因素與性能研究》中也通過優化制膜液組成獲得了海綿狀孔的聚醚砜膜，該膜的抗壓密性有了明顯提高。?

發明內容

發明目的:為了制備一種抗壓性能更好的微孔膜。?

本發明根據碳納米管或碳纖維與石墨烯對高分子聚合物的力學性質有明顯改善的作用，以及它們分別屬于一維和二維納米材料，混合后會形成獨特的微觀結構，對其改性后添加到高分子溶液中，通過相轉化制備出高抗壓性的微孔膜。?

具體采用如下方案：?

方案1：

:一種抗壓性微孔膜制備方法，其特征在于，包含如下步驟,

在微孔膜制膜溶液中加入聚合物和結構組合物，所述聚合物占整體溶液的10-25wt%，所述結構組合物占聚合物重量比例的0.05-2wt%，包含A組分和B組分：A碳納米管和/或碳纖維，B石墨烯，其中A組分和B組分的重量比為0-1，在40℃下攪拌48小時，靜置4小時脫泡；

制膜溶液通過流延法刮在制膜支撐體上，利用相轉化法制備微孔膜，具體方法為：鑄膜液在空氣中暴露0.5-3min后浸入非溶劑水中，固化成膜。

本發明進一步技術方案在于，所述碳納米管優選多壁碳納米管。?

本發明進一步技術方案在于，所述碳纖維優選石墨烯。?

本發明進一步技術方案在于，所述微孔膜制膜溶液的溶劑為如下溶劑的任意一種，N-甲基吡咯烷酮、N,?N-二甲基甲酰胺、N,?N-二甲基乙酰胺、磷酸三乙酯、二甲基亞砜、丙酮、四氫呋喃。?

本發明進一步技術方案在于，所述微孔膜制膜溶液中可包含如下作為添加劑的一種或幾種，氯化鋰、聚乙烯吡咯烷酮，聚乙二醇、水、甲醇、乙醇、甲酸、乙酸、丙酮、四氫呋喃，添加量以聚合物量為基準計為1-10wt%；?

本發明進一步技術方案在于，還包含將所制備膜浸泡在水中待用的步驟。

方案2：?

一種抗壓性微孔膜，其特征在于，包含碳納米管或碳纖維與石墨烯構造的骨架。

方案3：?

多壁碳納米管在制備微孔膜中的用途。

歸納表述如下：一種抗壓性微孔膜制備方法，包括以下步驟：?

（1）將有機化改性的碳納米管或碳納米纖維與有機化改性的石墨烯混合，添加到各種常規的微孔膜制膜溶液中，包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PSf)、聚醚砜(PES)、聚丙烯腈(PAN)以及醋酸纖維素(CA)等溶液中，其中碳納米管或碳纖維與石墨烯的比例為0-1；

（2）制膜溶液的組成為聚合物濃度范圍為10-25wt%，納米混合顆粒的添加量以聚合物量為基準計為0.05-2wt%；

（3）制膜溶液的溶劑包括N-甲基吡咯烷酮(NMP)，或者N,?N-二甲基甲酰胺(DMF)，或者N,?N-二甲基乙酰胺(DMAc)，或者磷酸三乙酯(TEP)，或者二甲基亞砜(DMSO)，或者丙酮(AC)，或者四氫呋喃(THF)等，能溶解上述高分子聚合物，并和水能互溶的有機物；

（4）制膜溶液中可包含如下作為添加劑的一種或幾種：氯化鋰、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚乙二醇(PEG)、水、甲醇、乙醇、甲酸、乙酸、丙酮、四氫呋喃等，添加量以聚合物量為基準計為1-10wt%；

（5）制膜溶液通過流延法刮在制膜支撐體上，利用相轉化法制備微孔膜，具體方法為：鑄膜液在空氣中暴露0.5-3min后浸入非溶劑水中，固化成膜；

（6）所制備膜浸泡在水中待用；

（7）將所制備膜在0.4MPa下測定純水通量，再在1.0MPa下壓30min，然后再測定0.4MPa下純水通量，比較膜的抗壓性。