[發明專利]一種交聯納濾膜的制備方法

在審

• 申請號: 201410618089.8
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104437142A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 華玉葉
• 申請（專利權）人: 華玉葉
• 主分類號: B01D71/72
• 分類號: B01D71/72;B01D67/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 徐鵬飛

技術領域

本發明涉及一種交聯納濾膜的制備方法。

背景技術

納濾膜有2個特性：1)對不同有機物組分的分離性能，分子量截留(MWCO)范圍約為200-2000；2)膜表面電荷對不同電荷和同種電荷、不同價態離子的Donnan電位不—樣。納濾膜的獨特性能決定了它的應用范圍，適用于下述幾種情況下的物質分離：1)對單價離子的截留率要求不高或不要求；2)要求進行不同價態離子的分離；3)對低分子量有機物的截留率要求不高或不要求；4)需要對高分子量有機物與低分子量有機物進行分離。5)特定物質如：染料等，特定環境條件如：溫度、pH值等條件下的分離、提純和濃縮等。商業上用的納濾膜組件中大多為卷式組件，此外也有采用管式和中空纖維式的納濾膜組件Film?Tec的S-NF-70-400、NF270-400、NF400等，Hydranautics的ESNAI-4040等，Hydranautics的ESNAl等，Toray的SV-320等，Trisep的8040-TS-40-TSA等，Desal的DL8040F等，Nitto的NTR-7410以及杭州水處理中心的CA-NF-4040為卷式膜，杭州水處理中心的HNF-130為中空纖維納濾膜。目前，已商品化的納濾膜大多荷負電，荷正電的納濾膜很少，如：Toray公司的UTC-20為荷正電的。納濾膜主要是從氣相和液相中截留微粒、細菌以及其它污染物，以達到凈化、分離、濃縮的目的。由于納濾膜分離技術高效、節能、環保、絕對過濾及過濾過程簡單、易于控制等特征，已廣泛應用于醫藥工業、食品工業(明膠、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高純水、城市污水、工業廢水、飲用水、生物技術、生物發酵等領域，產生了巨大的經濟效益和社會效益，已成為當今分離科學中最重要的手段之一。

制備聚合物納濾膜的方法，主要有燒結法、拉伸法、熱致相分離法、核徑跡刻蝕法和相轉化法。燒結法主要用于精度較低的粗(預)過濾；拉伸法主要是結晶態聚合物，如聚丙烯、聚四氟乙烯膜的制備，拉伸設備投資大，膜的厚度、孔徑分布不易控制；核徑跡蝕刻法制得的膜如聚碳酸酯核徑跡納濾膜孔徑分布均勻，但孔為圓柱形毛細管，不貫通，孔隙率很低，很難大規模實用。目前應用最廣泛的高分子納濾膜制備方法是相轉化法。

相轉化法是以特定控制方式使聚合物從均相液態中沉淀轉變為固態的過程。在沉淀過程中形成液膜的聚合物溶液分為兩相，富聚合物的固相形成膜的骨架，富溶劑的液相形成膜孔。常用的相轉化法根據制膜過程中溶劑與添加劑去除方法的不同，可分為四種，如溶劑蒸發凝膠法、浸入凝膠法、溫差凝膠法和溶出法。但溶劑蒸發凝膠法制備的膜，其孔徑大小、孔隙率、均勻性等受相轉化過程分散相的液滴大小、數量、均勻程度影響，而這又受制于鑄膜液的組成和制膜工藝如溫度、濕度、環境氣氛等。這些因素的控制非常困難，而且其波動將導致制膜的重復性不好，孔徑分布變寬。浸入凝膠法制備的膜是非對稱結構，且易產生微小的缺陷〔針孔〕，往往不能滿足要求高的醫藥、食品等行業的絕對過濾要求。溫差凝膠法只能用于在溫度較高時能互溶的聚合物和增塑劑鑄膜體系，適用的膜材料較少，且孔的大小、分布不易控制。溶出法制備的納濾膜通常孔隙率和孔徑均勻性都較差。此外，在這些相轉化成膜方法中，為了獲得較好的孔結構，往往采用大量的溶劑和有機致孔劑復配。混合溶劑在聚合物成膜后難以回收，處理困難。除了制膜工藝的不足外，這些聚合物材料往往不能同時滿足親水性、耐化學溶劑性、耐溫性等物化特性要求。隨著應用領域的拓展，對納濾膜的材料及制備技術提出了更高的要求，如環境友好性要求，不使用有可能對環境及聚合物基體造成污染的添加劑，微孔結構的可控性等，要滿足這些要求，必須開發新的聚合物納濾膜及其制備方法。

發明內容

本發明的目的在于提出一種交聯納濾膜的制備方法。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種交聯納濾膜的制備方法，包括以下的步驟：首先將酚醛樹脂與四乙烯三胺按一定質量比在介質中完全溶解，酚醛樹脂與四乙烯三胺的質量比為2-3∶5-6；酚醛樹脂與介質的質量比為8-10：2-3；攪拌均勻得到澄清溶液，介質由聚乙二醇和表面活性劑OP-10組成，聚乙二醇與OP-10的質量比為4-8：2-3，脫氣泡，加入交聯劑甲醛溶液，繼續攪拌，在干燥箱中60～80℃下保溫1-24小時；按轉速為1000-3000r/min攪拌2-4分鐘后，得到鑄膜液；采用延流法，將生成的鑄膜液涂覆在玻璃片上，經過60-80℃真空干燥后，取出用乙醚溶液浸泡2-4小時除去介質聚乙二醇和表面活性劑OP-10，最后用乙醇和蒸餾水多次洗滌，干燥得到交聯納濾膜。