[發(fā)明專(zhuān)利]一種高分子超濾膜的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410071671.7
• 申請(qǐng)日: 2014-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103831017A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳慶;李興文
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01D67/00
• 分類(lèi)號(hào): B01D67/00;B01D71/68;B01D71/30;B01D71/42;B01D71/34;B01D71/52
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種膜分離領(lǐng)域，具體涉及一種高分子超濾膜的制備方法。

背景技術(shù)

超濾膜的工業(yè)應(yīng)用十分廣泛，已成為新型化工單元操作之一。不僅用于分離、濃縮、純化生物制品、醫(yī)藥制品以及食品工業(yè)中；還用于血液處理、廢水處理和超純水制備中的終端處理裝置。超濾膜是一種用于以靜壓差為推動(dòng)力，根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的不同來(lái)進(jìn)行分離的膜技術(shù)。超濾膜特有的微孔可有效阻留細(xì)菌、大多數(shù)病毒、膠體以及淤泥，達(dá)到分離、分級(jí)、純化、濃縮的目的。

超濾膜的分離過(guò)濾效果和效率不僅受超濾膜制備材料的影響，還受超濾膜上的微孔大小和結(jié)構(gòu)的影響。目前超濾膜的制備材料主要分為無(wú)機(jī)材料、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料三大類(lèi)；微孔的直徑隨著制備材料和制備工藝的不同從幾十納米到幾百微米不等；微孔的結(jié)構(gòu)大部分為不規(guī)則的微孔和管狀的纖維孔，這類(lèi)的微孔會(huì)因?yàn)橐后w與孔道的接觸面大而存在微孔內(nèi)流動(dòng)阻力很大，壓力損失較大，膜通量小，壽命短和不宜處理黏稠液體的缺點(diǎn)。

中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN103041713A公開(kāi)了一種中空纖維納濾膜的制備方法，該發(fā)明以聚電解質(zhì)堿溶液為外凝固浴，以水和凝固浴用溶劑的混合液為內(nèi)凝固浴，利用中空纖維超濾膜紡絲成膜體系經(jīng)中空噴絲頭和雙擴(kuò)散過(guò)程紡制成形，并初步固化形成中空纖維膜，再將上述初步固化的中空纖維膜經(jīng)過(guò)多元胺的水溶液，拭去表面浮液后經(jīng)過(guò)多元酰氯的有機(jī)溶液，最后經(jīng)干燥固化，得到中空纖維納濾膜。該中空纖維超濾膜具有膜強(qiáng)度高、截留率高、柔韌性?xún)?yōu)良的優(yōu)點(diǎn)，但由于中空纖維管管道前后大小相同，液體與管道的接觸面大，從而存在纖維管內(nèi)流動(dòng)阻力大，壓力損失大，膜通量小和不宜處理黏稠液體的缺點(diǎn)。

中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN103223300A公開(kāi)了一種中空纖維型復(fù)合納濾膜及其制備方法，該發(fā)明的中空纖維型復(fù)合納濾膜是由作為支撐層的中空纖維微孔基膜、聚砜類(lèi)過(guò)渡層和聚酰胺復(fù)合層組成，該中空纖維型復(fù)合納濾膜具備高強(qiáng)度、抗沖刷的優(yōu)點(diǎn)，但由于作為支撐層的中空纖維微孔基膜的使用，在分離過(guò)濾時(shí)液體與管道的接觸面大，造成纖維管內(nèi)流動(dòng)阻力大，壓力損失大，膜通量小和處理黏稠液體效果差的缺陷。

中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN103191656A公開(kāi)了一種聚合物微濾膜的制備方法，該發(fā)明利用引發(fā)劑使含有雙鍵的磺酸類(lèi)單體在含有聚芳醚砜酮的有機(jī)溶液中發(fā)生聚合反應(yīng)，得到第一反應(yīng)混合物，然后升溫發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，得到第二反應(yīng)混合物，最后進(jìn)行成膜處理，得到聚合物微濾膜，該方法制備的聚合物微濾膜的孔徑大小及孔密度進(jìn)行簡(jiǎn)單有效地調(diào)節(jié)，成本低并且反應(yīng)條件易于實(shí)現(xiàn)，成膜方法便捷，但該方法制備的聚合物微濾膜的孔結(jié)構(gòu)不受控制，制得的孔是不規(guī)則的，從而在分離過(guò)濾時(shí)，液體在孔內(nèi)流動(dòng)阻力大，壓力損失大，造成該聚合物微濾膜具有膜通量小和不宜處理黏稠液體的缺陷。

目前大部分關(guān)于超濾膜的專(zhuān)利技術(shù)都是針對(duì)超濾膜的材料性能和超濾膜微孔大小進(jìn)行的改進(jìn)完善，而針對(duì)超濾膜的微孔的結(jié)構(gòu)的改進(jìn)完善很少。超濾膜微孔的結(jié)構(gòu)直接影響超濾膜在分離過(guò)濾時(shí)的效率和效果，現(xiàn)今超濾膜微孔的結(jié)構(gòu)大部分為不規(guī)則的微孔和管狀的纖維孔，這類(lèi)的微孔會(huì)因?yàn)橐后w與孔道的接觸面大而存在微孔內(nèi)流動(dòng)阻力大，壓力損失大，膜通量小、壽命短和不宜處理黏稠液體的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)目前超濾膜分離過(guò)濾時(shí)微孔內(nèi)液體流動(dòng)阻力大、壓力損失大、膜通量小、壽命短和不宜處理黏稠液體的缺點(diǎn)，提出了一種高分子超濾膜的制備方法，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明將紡錘型的固體造孔劑加入到高分子基膜材料的溶解液中，進(jìn)行超聲波震蕩分散，真空脫泡處理形成鑄膜液，將鑄膜液凝固成型，制成膜，再將制得的膜中的造孔劑進(jìn)行溶解處理，形成紡錘狀的孔，得到具有紡錘狀微孔結(jié)構(gòu)的高分子超濾膜。分離過(guò)濾時(shí)液體在此高分子超濾膜微孔內(nèi)流動(dòng)阻力小，壓力損失小，膜通量大，該超濾膜適合處理黏稠液體。

本發(fā)明一種高分超濾膜的制備方法的具體制備步驟如下：

1)?將20-30重量份的高分子基膜材料用60-70重量份溶劑在常溫下邊攪拌邊進(jìn)行溶解，攪拌速度50-80r/min，讓高分子基膜材料完全溶解在溶劑中形成基膜液；

2）在步驟1）得到的基膜液中加入2-5重量份的造孔劑和1-3重量份的分散劑，用超聲波發(fā)生器進(jìn)行震蕩分散10-20min，分散均勻后進(jìn)行真空脫泡處理形成鑄膜液；

3）將步驟2)得到的鑄膜液在玻璃板上經(jīng)過(guò)流延刮膜，自然風(fēng)干40-60s，浸入凝膠浴中，通過(guò)凝膠固化成膜；

4）將步驟3）得到的膜浸入到酸溶液中，并用超聲波震蕩溶解20-30min，取出，用蒸餾水清洗，晾干得高分子超濾膜。