[發(fā)明專利]一種聚酰胺復(fù)合膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711476109.2
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108126536B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭博;路宏偉;胡群輝;喻慧;賀攀
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南澳維膜科技有限公司
• 主分類號: B01D71/56
• 分類號: B01D71/56;B01D69/12;B01D67/00;C02F1/44
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43214
• 代理人: 周曉艷;劉伊?xí)D

本發(fā)明提供一種聚酰胺復(fù)合膜，其特征在于：包括復(fù)合膜本體，所述復(fù)合膜本體包括依次設(shè)置的無紡布、多孔支撐層以及聚酰胺層；所述聚酰胺層由多元胺溶液與多元酰氯溶液通過界面聚合反應(yīng)而制成，其中所述多元胺為具有星型分子結(jié)構(gòu)的多胺。采用具有星型分子結(jié)構(gòu)的多胺具有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：a、在界面聚合時容易形成更多的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使得初生態(tài)膜結(jié)構(gòu)更加致密；b、分子量和分子尺寸較大，在反應(yīng)的過程中更加難以穿過初生態(tài)膜與均苯三甲酰氯繼續(xù)反應(yīng)，形成的功能層更?。籧、在后續(xù)與均苯三甲酰氯界面聚合時，不會改變原有碳骨架，對膜性能造成破壞。本發(fā)明還公開一種聚酰胺復(fù)合膜的制備方法，具有工藝精簡、工藝參數(shù)易控制且質(zhì)量好等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及膜技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種聚酰胺復(fù)合膜及其制備方法。

背景技術(shù)

聚酰胺復(fù)合膜作為應(yīng)用最為廣泛的復(fù)合膜品種，其結(jié)構(gòu)是在無紡布聚砜支撐層上通過界面聚合反應(yīng)(界面聚合反應(yīng)指：在兩種互不相溶，分別溶解有兩種單體的溶液的界面上或界面有機(jī)相一側(cè)進(jìn)行的縮聚反應(yīng))形成一層聚酰胺分離層(例如US5160619，CN1724130A等)。聚酰胺復(fù)合膜具有截留率高，通量較大，化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良，pH值范圍寬(4-11)，操作壓力要求低等優(yōu)點(diǎn)。水通量是聚酰胺復(fù)合膜最重要的性能參數(shù)之一，水通量越高，意味著處理同量液體的能耗越低。雖然目前大型水處理裝置的能量利用率在不斷提高，但是仍然有將近一半的成本是受制于所消耗的電能，從提高生產(chǎn)效率和降低設(shè)備操作費(fèi)用上來看，通過降低能量消耗來控制成本至關(guān)重要。

影響聚酰胺復(fù)合膜性能的因素主要為膜材料的厚度和化學(xué)組成、膜表面形貌和聚酰胺分子鏈結(jié)構(gòu)。目前，膜性能改善主要從以上幾個方面出發(fā)，在界面過程中對各制膜因素進(jìn)行改進(jìn)，以提升聚酰胺復(fù)合膜性能。

聚酰胺復(fù)合膜活性分離層的厚度和致密程度決定著復(fù)合膜性能，活性分離層越致密，對水分子的阻力越大，對鹽離子的截留能力越強(qiáng)。反之，活性分離層越疏松，對水分子的阻力越小，對鹽離子截留率越低；皮層厚度的改變也會對膜性能產(chǎn)生影響，有研究表明皮層厚度和通量成反比，降低分離皮層厚度，使傳質(zhì)阻力降低，是提升膜通量的一種有效方法。

為了提高聚酰胺復(fù)合膜水通量，研究人員在水相和油相反應(yīng)溶液中加入不同的親水性小分子添加劑，促進(jìn)多元酰氯的水解從而形成疏松的活性分離層，例如：US5254261和US6171497通過在多元胺水溶液中加入胺鹽和異丙醇來提高復(fù)合膜的水通量。但是，在聚酰胺復(fù)合膜中，這些傳統(tǒng)添加劑的少量添加，對膜性能的提升效果并不明顯，而添加量太大則會影響水油相溶液的穩(wěn)定性，導(dǎo)致膜性能急劇下降。

因此，設(shè)計一種在具有較高截留率的同時又具有很高產(chǎn)水量的聚酰胺復(fù)合膜具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的在于提供一種既能保證優(yōu)異截留率又具有大通量的聚酰胺復(fù)合膜，具體技術(shù)方案如下：

一種聚酰胺復(fù)合膜，包括復(fù)合膜本體，所述復(fù)合膜本體包括依次設(shè)置的無紡布、多孔支撐層以及聚酰胺層；

所述聚酰胺層由多元胺溶液與多元酰氯溶液通過界面聚合反應(yīng)而制成，其中所述多元胺為具有星型分子結(jié)構(gòu)的多胺。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述多胺為均苯三甲酰-苯胺，所述均苯三甲酰-苯胺為均苯三甲酰-間苯二胺、均苯三甲酰-鄰苯二胺、均苯三甲酰-對苯二胺、均苯三甲酰-均苯三胺以及均苯三甲酰-鄰對苯三胺中的至少一種；

多元胺在多元胺溶液中的總重量濃度為0.01％-40％。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述均苯三甲酰-苯胺在常溫下為白色針狀結(jié)晶或黃色結(jié)晶，溶于乙醇、水、氯仿、丙酮和二甲基酰胺，微溶于醚和四氯化碳，難溶于苯、甲苯和丁醇，在空氣中不穩(wěn)定，易變成淡紅色；

多元胺在多元胺溶液中的總重量濃度為1％-5％。