[發(fā)明專利]一種耐氧化超濾膜及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610019502.8
• 申請(qǐng)日: 2016-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN105457506B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 凌虹;吳俊鋒;李冰;任曉鳴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): B01D71/34
• 分類號(hào): B01D71/34;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所32207
• 代理人: 蔣海軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料制備領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種耐氧化超濾膜及其制備方法。

背景技術(shù)

目前采用最多的超濾膜為PVDF材質(zhì)。傳統(tǒng)膜材料行業(yè)提升的是膜的親水性和高通量，但是隨著水質(zhì)要求和回用水比例日益提高，氧化等物化預(yù)處理手段也在不斷加強(qiáng)，導(dǎo)致對(duì)超濾膜的耐氧化性要求也越來越高。

目前，已有文獻(xiàn)和專利報(bào)道通過向PVDF材質(zhì)中加入耐氧化材料，從而達(dá)到提高膜耐氧化性能的目的。例如，中國專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201310097069，申請(qǐng)公開日為2013年03月25日的專利申請(qǐng)文件公開了一種摻雜聚乙烯醇縮甲醛層和聚聯(lián)丙烯鄰苯二甲酸酯層提升膜材料耐氧化劑性能。中國專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200910220545，申請(qǐng)公開日為2009年12月01日的專利申請(qǐng)文件(公開號(hào)CN101721927B)公開了一種摻雜二氮雜萘酮結(jié)構(gòu)共聚芳醚砜提升膜材料耐氧化劑性能。中國專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200510011473，申請(qǐng)公開日為2005年03月25日的專利申請(qǐng)文件(公開號(hào)CN1695778B)公開了一種摻雜聚芳醚砜或聚芳醚酮提升膜材料耐氧化劑性能。

但是在PVDF中摻雜樹枝狀聚乙烯亞胺、長鏈烷基胺類物質(zhì)和酚類或酯類化合物的復(fù)配耐氧化劑，制備耐氧化超濾膜的方法還未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

1.要解決的問題

針對(duì)現(xiàn)有超濾膜在高氧化性水體使用過程中易氧化的問題，本發(fā)明提供一種耐氧化超濾膜及其制備方法。

2.技術(shù)方案

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明所制備的超濾膜的原料的主要組分包括PVDF粉體、溶劑和耐氧化劑，具體地，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種耐氧化超濾膜，制備該耐氧化超濾膜的原料的主要組分及各主要組分的重量份數(shù)為：PVDF粉體：100份；溶劑：40-60份；耐氧化劑：0.5-1份。

優(yōu)選地，所述的溶劑是二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜或N-甲基吡咯烷酮中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述的耐氧化劑由單體A、單體B和單體C交聯(lián)共聚而成，其中單體A為樹枝狀聚乙烯亞胺；單體B為長鏈烷基胺類物質(zhì)；單體C為酚類或酯類化合物。

優(yōu)選地，所述的樹枝狀聚乙烯亞胺的結(jié)構(gòu)式為：

其中，n為100-1000，樹枝狀聚乙烯亞胺的分子量為50000-500000。

優(yōu)選地，所述的長鏈烷基胺類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式為：

式中，m為10-12，R為甲基或乙基，X為鹵素元素。

優(yōu)選地，所述的長鏈烷基胺類物質(zhì)為十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十二烷基二甲基乙基溴化銨、十四烷基二甲基乙基溴化銨、十四烷基二甲基乙基氯化銨、十三烷基三甲基溴化銨等中的一種或幾種；所述的單體C為丁基羥基茴香酚、四季戊四醇酯和叔丁基對(duì)二苯二酚中的一種。

上述的一種耐氧化超濾膜的制備方法，具體的制備步驟為：

(1)按比例將單體A、單體B和單體C反應(yīng)制備耐氧化劑；

(2)按比例將PVDF粉體溶解于溶劑中，加入耐氧化劑，攪拌均勻，脫泡熟化后，采用傳統(tǒng)相轉(zhuǎn)變法將鑄膜液靜置、凝膠、刮膜，即可合成聚偏氟乙烯超濾膜。

優(yōu)選地，步驟(1)中耐氧化劑的制備方法為：將單體A、單體B和單體C在反應(yīng)釜中發(fā)生聚合反應(yīng)，反應(yīng)溫度為40～80℃，反應(yīng)時(shí)間為24～48h；反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸餾即可得到所述的耐氧化劑。

優(yōu)選地，單體A、單體B和單體C的摩爾比為1：(0.1-0.4)：(0.01-0.05)。

聚乙烯亞胺(PEI)是一種高分子有機(jī)物，通常具有直線狀和樹枝狀兩種形式，是正電荷密度最大的一類高分子有機(jī)物之一；同時(shí)樹枝狀結(jié)構(gòu)能夠起到交聯(lián)劑的作用，可以與其它高分子形成高交聯(lián)空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)分子量大、性能穩(wěn)定、不易流失，能夠穩(wěn)定地存在于PVDF中。但是目前，通過將PEI這種樹枝狀高分子交聯(lián)劑應(yīng)用于PVDF超濾膜的制備中尚未見文獻(xiàn)報(bào)道，本發(fā)明獨(dú)創(chuàng)的將樹枝狀聚乙烯亞胺和長鏈烷基胺類物質(zhì)及酚類或酯類化合物反應(yīng)制備得到一種空間高交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的耐氧化劑，并將這種耐氧化劑作為超濾膜的添加劑制備得到一種耐氧化的超濾膜。本發(fā)明中合成的改性PVDF超濾膜具有制備過程簡(jiǎn)單，所需原料種類少，產(chǎn)品合格率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)其耐氧化性能明顯。

3.有益效果

(1)本發(fā)明合成的耐氧化劑為空間高交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能夠穩(wěn)定的存在于PVDF中，不易流失，具有較好的耐氧化性能；