[發明專利]單側超疏水聚醚砜膜的制備方法

在審

• 申請號: 201611131253.8
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106731904A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 李穎娜;張玉忠;徐志彬;劉大成;宋長友;劉艷娟;張建生;孟麗聰;吳楠;羅望;李悅;劉昆;汪曉艷
• 申請（專利權）人: 唐山學院
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙)12214
• 代理人: 陳昌娟

技術領域

本發明屬于分離膜技術領域，具體涉及一種單側超疏水聚醚砜膜的制備方法。

背景技術

氣-液膜接觸器技術以其氣液傳質界面穩定、比表面面積高、體積小、模塊化、易于規模的放大和縮小、可以獨立控制氣體和液體的流速等優點，迅速成為新型的膜技術，在膜吸收、膜解析、膜蒸餾和氣-液膜接觸器制備納米材料方面得到了廣泛研究和應用，引起相關研究人員的廣泛關注。在氣-液膜接觸器技術的研究和應用中，膜材料的疏水性能是決定膜接觸器能否成功應用的關鍵。在膜吸收和膜解析過程中，氣-液膜接觸器將氣相和液相分隔開，氣-液膜接觸器只是提供了氣液兩相的接觸界面，在每個膜孔口處形成氣液兩相的接觸界面，因此，用于氣-液膜接觸器的膜只有一側與液體接觸，與液體接觸的那一側需要具有良好的疏水性能。

中國發明專利公開號CN 103386261A公開了一種超疏水聚四氟乙烯中空纖維膜的制備方法，將聚四氟乙烯分散樹脂粉末與助擠劑混合，壓坯，將毛坯通過推壓機擠出形成聚四氟乙烯中空管，然后通過硅溶膠對聚四氟乙烯中空管進行改性處理后，再在烘箱中進行縱向拉伸和燒結熱定型，最后，采用全氟硅烷進行滲透處理，得到超疏水聚四氟乙烯中空纖維膜。此專利提供的制備超疏水聚四氟乙烯中空纖維膜的工藝繁瑣，需要混合、壓坯、擠壓成型、硅溶膠處理、拉伸、熱定型和全氟硅烷處理等步驟；需要推壓機、拉伸和燒結等大型設備；由于聚四氟乙烯材料本身就是高疏水膜，疏水性能的提高不是很明顯；此外，這種工藝生產的聚四氟乙烯中空纖維膜的透氣性能較差。

中國發明專利公開號CN 103285746 A公開了一種用于去除水中溶解性氣體的超疏水膜的制備方法，將經偶聯劑修飾的具有低表面能的無機納米粒子和疏水性的高分子PVDF共混后，采用相轉化法制備一種用于去除水中溶解性氣體的超疏水膜，為了得到超疏水膜表面，這種工藝中，偶聯劑修飾的具有低表面能的無機納米粒子大部分都分散在膜內部，由于，具有低表面能物質的價格較為昂貴，對于僅需要與液體接觸側為超疏水的氣-液膜接觸器用膜，這種超疏水膜的制備方法有一定的浪費。

中國發明專利公開號CN101463140 A公開了一種超疏水聚偏氟乙烯膜的制備方法及其制品，其將PVDF膜進行等離子體處理后通過化學或化學氣相沉積有機硅烷進行疏水改性，得到超疏水的PVDF膜，此工藝制備的PVDF膜的雙側都具有疏水性能，由于含氟硅烷價格較昂貴，對于需要單側疏水性能的膜存在一定的浪費，此外，這種工藝需要特定的等離子設備，需要前期的設備投入，制備成本較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種易操作、成本較低、透氣性好的單側超疏水聚醚砜膜的制備方法。

為此，本發明的技術方案如下：

一種單側超疏水聚醚砜膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)聚醚砜膜的制備：將質量分數70％-90％的N，N-二甲基乙酰胺加入到三口燒瓶中，加入質量分數為10-20％的聚醚砜和質量分數為1-10％的聚乙二醇，在50-80℃下攪拌5-8h，聚合物完全溶解后，進行超聲脫泡，得到鑄膜液；將所述鑄膜液用刮刀在玻璃板上刮制成膜，然后浸入凝固浴中固化成型，再用去離子水將膜浸泡3-5天，之后對濕膜進行干燥處理，得到聚醚砜膜；

(2)氟化二氧化硅溶膠凝膠過濾液的制備：在干凈的三口燒杯中加入無水乙醇，然后向所述三口燒杯中滴加濃度為25wt％的氨水，在60-80℃下攪拌至少30min，使其均勻混合，然后邊向三口燒杯中滴加正硅酸乙酯，繼續攪拌至少3h，得到均勻的乳白色的溶膠液，將所述溶膠液倒入燒杯中，靜置陳化24h；然后，將全氟癸基三乙氧基硅烷加入上述溶膠液中，在60℃下攪拌至少3h，得到氟化二氧化硅溶膠凝膠過濾液，其中，所述無水乙醇、濃度為25wt％的氨水及正硅酸乙酯的摩爾比為50:(1-3):(1-3)，所述全氟癸基三乙氧基硅烷與正硅酸乙酯的摩爾比為1-4:1；

(3)單側超疏水聚醚砜膜的制備：將步驟(1)制得的聚醚砜膜裁成直徑為120mm的圓形，放入直徑為120mm的布氏漏斗中；將5-30ml步驟(2)制得的氟化二氧化硅溶膠凝膠液倒在待抽濾的聚醚砜膜表面上，抽濾，直至聚醚砜膜表面的氟化二氧化硅溶膠凝膠液抽濾完全；將抽濾后的聚醚砜膜置于烘箱中，在60-100℃熱處理1-60min，得到所述單側超疏水聚醚砜膜。

上述步驟(1)中，采用液體置換干化法對所述濕膜進行干燥處理；所述凝固浴為水。

上述步驟(3)中，用循環水式真空泵在0.02-0.06MPa下進行抽濾。