[發明專利]一種抗污染聚氯乙烯膜的制備方法

有效

• 申請號: 201710480968.2
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107261863B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 申向;汪帆
• 申請（專利權）人: 曲靖師范學院
• 主分類號: B01D71/30
• 分類號: B01D71/30;B01D67/00;C02F1/44
• 代理公司: 云南省曲靖市專利事務所 53104
• 代理人: 許永昌;郎正德

一種抗污染聚氯乙烯膜的制備方法，包括以下步驟：（1）以聚氯乙烯（PVC）為膜材料，乙烯基己內酰胺（VCL）為單體，通過原子轉移自由基聚合（ATRP）合成兩親性共聚物PVC?g?PVCL；（2）以合成的PVC?g?PVCL為成膜材料，通過浸沒相轉化法制備分離膜。本發明首次利用親水性、對蛋白質吸附有排斥性能的乙烯基己內酰胺（VCL）對PVC膜進行共聚改性，得到具有良好抗污染性能的PVC分離膜。制備的改性膜親水性優于純PVC膜，膜表面上的吸附的蛋白質顯著降低。此種親水化膜可作為污水處理分離膜進一步開發利用。

技術領域

本發明屬于一種抗污染聚氯乙烯膜的制備方法，具體涉及一種抗污染性能良好的聚氯乙烯膜分離膜的制備技術。

背景技術

聚氯乙烯（PVC）是氯乙烯單體經聚合后得到的產物，具有價格低廉、化學和熱穩定性高等優點，大量地應用于制造塑料產品。近年來，由于具有良好的成膜性能，PVC可制備微濾、超濾膜等。應用于污水處理、石油化工等領域。但PVC的表面能較低，疏水性的本質使得，聚氯乙烯膜易吸附有機物產生膜污染。膜污染會增加膜分離過程的能量損耗，降低膜分離效率和膜材料的服役性能。

膜組件優化設計、利用外場作用降低膜的污染、膜的清洗及抗污染膜的設計等都是抑制膜污染現象發生的方法。其中，分離膜材料的親水改性是能從根本上抑制膜污染的有效途徑，其原理大都是在膜材料中引入高表面能的親水性材料，組織污染物在膜表面的吸附和沉積。PVC分離膜的親水改性方法包括表面修飾、共混雜化、共聚改性等。表面修飾主要是通過在PVC基膜表面通過化學接枝或涂覆親水性材料提高抗污染能力，這種方法缺點是當接枝層或涂覆層厚度過高會降低分離膜自身的滲透性能。雜化改性則是在成膜過程中引入親水的無機納米粒子，這種方法操作簡單，但簡單地通過共混改性不僅使納米粒子在膜材料中的易于團聚，而且實際應用中納米粒子易于脫出，致使分離膜的抗污染性能不穩定。PVC共聚改性是PVC與親水材料聚合后，得到的共聚物通過相轉化法制備分離膜。相比較表面修飾和共混雜化，PVC共聚合改性則具有多方面的優勢。首先，由于親水材料是與PVC通過化學鍵結合的，因而分離膜的親水性能穩定；其次，在成膜過程中，通過控制成膜條件可以制備具有不同分離性能的抗污染膜。

聚乙烯基己內酰胺（PVCL）是由乙烯基己內酰胺均聚合而成的聚合物材料，可以用于制備溫度敏感型器件。同時，PVCL具有良好的親水性能，對有機物顯示出潛在的黏附排斥性能，本發明中將PVCL用于PVC膜的親水改性，傳統PVC膜親水改性方法的不足，同時得到一種抗污染性能良好的分離膜。

發明內容

本發明的目的是提供一種抗污染聚氯乙烯膜的制備方法，針對現有PVC膜親水改性方法的不足，采用乙烯基己內酰胺（VCL）對PVC進行共聚物改性，得到一種抗污染性能良好的平板分離膜。

技術方案如下：一種抗污染聚氯乙烯膜的制備方法，包括下述步驟：（1）以PVC為膜材料，VCL為單體，氯化亞銅（CuCl）為催化劑，五甲基二亞丙基三胺（PMDETA）為配體，通過原子轉移自由基聚合合成兩親性共聚物PVC-g-PVCL；（2）以PVC-g-PVCL共聚物為膜材料，聚乙二醇（PEG）為添加劑，浸沒相轉化法制備分離膜。

所述步驟（1）中PVC-g-PVCL共聚物合成方法如下：稱取干燥的PVC粉末置于N-甲基吡硌烷酮（NMP）中，在70℃下攪拌完全溶解后，溶液冷卻至室溫；充氮氣10min后，加入催化劑氯化亞銅（CuCl）、配體五甲基二亞丙基三胺（PMDETA）和單體VCL；反應液用真空泵抽去存在的氣體，密封反應器，在70℃下反應進行后，用無水乙醇和純水沉淀、洗滌、干燥得到產物。

所述的反應液中PVC粉末的濃度為30-90 g/L；

所述的反應液中單體VCL的濃度為0.1-1mol/L；

所述的反應液中催化劑CuCl的濃度為0.01-0.03mol/L；

所述的反應液中配體PMDETA的濃度為0.01-0.03mol/L；