[發(fā)明專利]一種聚芳醚膜表面復(fù)合無機粒子的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710055330.4
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN107057103A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王靈輝;余慧丹;俞斐珍;劉望才
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波工程學(xué)院
• 主分類號: C08J7/12
• 分類號: C08J7/12;C08L81/06;C08L71/10;C08L61/16
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及膜分離領(lǐng)域，特別涉及一種聚芳醚膜的表面改性方法。

背景技術(shù)

聚芳醚是一類主鏈含有芳醚結(jié)構(gòu)的高性能工程塑料，機械性能好，具有良好的絕緣性、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、耐消毒性等性能，是一種非常優(yōu)異的分離膜材料，已經(jīng)廣泛用于水凈化處理、油水分離、納濾、血液凈化和藥物分離等領(lǐng)域。

由常規(guī)方法得到的聚芳醚膜表面組成較為單一，為了滿足特定功能或性能的需要，如親水性、抗污染性、特異吸附性、催化性等，需要對膜表面進行相應(yīng)的改性。無機納米粒子的種類很多，將其用于聚合物多孔膜中時，可以賦予膜特殊的性能。中國專利CN200910213434.9通過在鑄膜液中加入無機納米粒子，制備出本體共混納米粒子的聚砜膜，提高了膜的表面親水性和力學(xué)強度。中國專利CN201210018087.6用含有無機納米粒子和親水劑的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物制備得到無機/有機復(fù)合多孔膜，該膜具有高離子電導(dǎo)率、優(yōu)異電化學(xué)性能、高機械強度以及低熱收縮率。中國專利CN201410213391.5以季銨型聚合物接枝二氧化硅的有機-無機雜化納米粒子為添加劑，通過非溶劑誘導(dǎo)相分離法制備有機-無機雜化分離膜，提高了分離膜的親水性、選擇透過性、抗污染性和抗菌性等諸多性能。中國專利CN200610155602.X將聚乙烯、含聚環(huán)氧乙烷兩親性共聚物、稀釋劑、無機納米粒子經(jīng)熔融共混得到制膜料，制備的膜具有高度親水、孔徑分布窄、強度高、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種簡單、高效的納米粒子改性聚芳醚膜制備方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

提供一種聚芳醚膜表面復(fù)合無機粒子的方法，包括如下步驟：使聚芳醚膜與氨基化無機粒子分散液直接接觸，在60~160℃的條件下加熱處理，然后用清洗液進行清洗。

所述的聚芳醚是指含有芳醚結(jié)構(gòu)的聚合物，具有以下的結(jié)構(gòu)式：

其中：

式中，a+b=1；0≤a≤1，0≤b≤1；n為大于1的整數(shù)。

具體來說，聚芳醚主要包括如下結(jié)構(gòu)的聚合物以及下面任意兩種聚合物的共聚物：

以上這幾種聚芳醚都是常用的分離膜材料。

所述的氨基化無機粒子為表面含有氨基的無機粒子，無機粒子的表面氨基化方法很多，可以用含氨基的硅烷偶聯(lián)劑對無機粒子進行處理，也可以在制備無機粒子的同時進行氨基化。

所述的無機粒子為二氧化硅、二氧化鈦、納米銀、納米金、碳納米管、石墨烯、氧化鋁、沸石LTA、明礬石、礬土、貝得石、羥鋁礬、冰晶石、多水高嶺土、新明石、銅鐵礬、蒙脫土、錳鋁礬、水鋁鈣石、高嶺土、綠脫石、纖維鉀明礬、方解石、皂石、蜜蠟石、銅明礬、氧化鐵、氧化鋅、高嶺石、羥基磷灰石、蠕陶土或氧化鋯中的任一種或幾種。這里的無機粒子的粒徑為1～3000nm。

所述的分散液的分散劑為水、醇類、芳烴、四氫呋喃、二氧六環(huán)、環(huán)丁砜、二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的一種或幾種的混合物。

所述的分散液中氨基化無機粒子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%~5%，為了使無機粒子分散均勻，一般需要攪拌，也可以同時加超聲進行分散。

在熱處理的同時，可以對分散液施加0.01～1MPa的壓力，適當(dāng)?shù)膲毫梢蕴岣叻磻?yīng)效率。

所述的清洗液為水或醇中的一種或任意兩種以上的混合物。為了達(dá)到更好的清洗效果，可以同時加超聲處理。

本發(fā)明的聚芳醚膜孔徑為0.5～500nm，包括納濾膜、超濾膜、微濾膜等，同時也可以使用反滲透膜和氣體分離膜。所用的聚芳醚膜包括平板膜、中空纖維膜或管式膜。

本發(fā)明所制備的改性聚芳醚膜主要可以用于家用凈水處理、自來水處理、污水處理、油水分離、血液透析和催化分離等應(yīng)用領(lǐng)域。

本發(fā)明的主要優(yōu)勢是通過簡單的界面化學(xué)處理，實現(xiàn)無機粒子在聚芳醚膜表面的固定。一般來說，聚芳醚是非常穩(wěn)定的，很難進行化學(xué)處理，通常是直接使用無機粒子進行共混，無機粒子與聚芳醚間作用力弱，在使用過程中容易流失,限制了其在工業(yè)上的應(yīng)用。而本發(fā)明所使用的改性方法可以實現(xiàn)無機粒子與膜表面的化學(xué)鍵固定，提高了使用穩(wěn)定性，保持性能長期有效。

另外，由于無機粒子的選擇范圍廣，而且每種無機粒子有不同的形態(tài)和粒徑，所以可以制備不同性能和功能的聚芳醚膜，以適用于不同應(yīng)用領(lǐng)域。