[發明專利]一種兩性離子化高強度耐污染正滲透膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201710628679.2
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN109304101B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 曾志翔;朱麗靜;王立平;宋海明;薛群基
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: B01D71/06
• 分類號: B01D71/06;B01D69/02;B01D67/00;B01D61/00;C02F1/44;C02F103/08
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

1.一種兩性離子化高強度耐污染正滲透膜的制備方法，其特征在于包括：

（1）至少將聚合物、兩性離子單體、溶劑于10～50℃混合均勻，形成混合溶液，所述兩性離子單體選自5-(2-甲基丙烯酰氧基乙基二甲胺基）戊羧酸內鹽、3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基二甲胺基）丙羧酸內鹽、5-(丙烯酰氧基乙基二甲胺基）戊羧酸內鹽、3-(丙烯酰氧基乙基二甲胺基）丙羧酸內鹽、3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基二甲胺基）丙磺酸內鹽、3-(丙烯酰氧基乙基二甲胺基）丙磺酸內鹽和甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿中的任意一種或兩種以上的組合，所述聚合物選自聚砜、磺化聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰亞胺、聚偏氟乙烯和醋酸纖維素中的任意一種或兩種以上的組合；

（2）將交聯劑和引發劑加入所述混合溶液，形成混合反應體系，加熱所述混合反應體系至60～100℃并反應0.5～48h，使兩性離子單體發生自由基聚合-微交聯反應而形成兩性離子聚合物，得到制膜溶液；

（3）將所述制膜溶液施加于基膜表面，而后浸入5～100℃的非溶劑中固化成膜，并在成膜過程中使所述兩性離子聚合物通過表面偏析而修飾于膜表面以及在膜中形成半互穿網絡結構，從而獲得兩性離子化高強度耐污染正滲透膜；

所述兩性離子化高強度耐污染正滲透膜包括：

正滲透膜本體；

至少分布于所述正滲透膜本體表面的、主要由兩性離子聚合物形成的修飾層；以及

至少分布于所述正滲透膜本體內的、由兩性離子聚合物形成的半互穿網絡結構；

所述兩性離子化高強度耐污染正滲透膜的表面與水的接觸角為33~77°，所述兩性離子化高強度耐污染正滲透膜的純水通量為1.2~37 L m^-2 h^-1，對氯化鈉的截留率為53~98%，拉伸強度為2.2~5.9兆帕。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述混合溶液包含5～30wt%聚合物、1～20wt%兩性離子單體，其余部分包含溶劑。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述混合反應體系包含0.01～0.5wt%交聯劑和0.01～0.8wt%引發劑。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的制備方法，其特征在于：所述溶劑選自二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮、N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、磷酸三甲酯和丙酮中的任意一種或兩種以上的組合。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述引發劑選自偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈和過氧化二苯甲酰中的任意一種或兩種以上的組合。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述交聯劑選自N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺、N,N′-乙烯基雙丙烯酰胺、三烯丙基胺、三烯丙基(甲基)硅烷和三烯丙基(苯基)硅烷中的任意一種或兩種以上的組合。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）包括：將所述制膜溶液施加于基膜表面，而后于5～100℃的非溶劑浴中固化成膜，之后清洗，獲得所述兩性離子化高強度耐污染正滲透膜。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于：所述基膜為無紡布。

9.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于：所述非溶劑浴采用的液體選自水、乙醇、甲醇、異丙醇、氯化鈉飽和水溶液和硫酸鎂飽和水溶液中的任意一種或兩種以上的組合。

10.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述兩性離子化高強度耐污染正滲透膜的厚度為5~300μm。