[發明專利]一種基于層間共價作用增強的荷負電型含氯聚合物基復合膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201810191903.0
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN108568221B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 朱寶庫;趙斌;王納川;肖玲;王俊;陳良剛;陳清;陳忱
• 申請（專利權）人: 海南立昇凈水科技實業有限公司
• 主分類號: B01D71/56
• 分類號: B01D71/56;B01D71/48;B01D71/42;B01D71/34;B01D71/30;B01D71/10;B01D69/12;B01D69/02;B01D67/00;B01D63/08;B01D63/02;B01D61/14
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本發明公開了一種基于層間共價作用增強的荷負電型含氯聚合物基復合膜及其制備方法。所述的荷負電型含氯聚合物基復合膜由支撐層和功能層組成，其中支撐層為含聚酯纖維增強層，功能層由含氯聚合物和荷負電型聚合物組成，支撐層和功能層以共價鍵作用結合。所述的制備方法包括：將含氯聚合物及荷負電型聚合物共混溶解后配制成制膜液；以胺類化合物和催化劑的溶液作為改性劑對支撐層聚合物纖維進行熱處理改性；將制膜液涂敷在聚合物纖維表面后進入凝固浴固化成膜；將制得的復合膜再次熱處理后，清洗即得基于層間共價作用增強的荷負電型含氯聚合物基復合膜。所述的復合膜在0.1MPa下通量達到660 L/h·m2，運行剝離強度達到1MPa，同時具有良好的親水性和抗污染性。

技術領域

本發明屬于膜分離技術領域，尤其涉及一種基于層間共價作用增強的荷負電型含氯聚合物基復合膜及其制備方法。

背景技術

膜分離技術是一種新興的分離技術，以外加能量或者化學位差為驅動力，分離膜材料可以實現對雙組分或者多組分液體或者氣體進行分離、分級、提純或者富集的功能，相較傳統工藝具有無可比擬的優勢。膜分離技術在水處理領域的應用非常廣泛，主要有污水凈化、凈水純化、海水淡化等。

在眾多潛在的聚合物膜材料中，含氯聚合物具有優良的耐酸堿性和耐化學腐蝕性，較好的綜合力學性能和電絕緣性能，及阻燃性，耐候性等優點，在我國超濾、微濾等常溫膜分離領域存在較大的應用潛力。其中，聚氯乙烯價格低廉，僅為PVDF的約1/20，因此受到了極大的關注，目前已經有成熟的膜產品進入市場。

為解決PVC的均質膜產品強度低的問題，目前常采用復合支撐層進行增強，能夠顯著的提高膜的強度。專利US 4061821和US 5472607分別公開了一種制備內層為編織管的PAN中空纖維膜和PVDF中空纖維膜的方法，使膜的力學性能得到了顯著提高。專利CN103949166A也介紹了一種外層為編織管，內層涂覆制膜液，中心管道通入內芯液進行相轉化成膜的內壓式中空纖維復合膜的制備方法。除此之外，還有在編織管外先后涂覆共混原液和制膜液，實現雙層涂覆制備中空纖維復合膜(CN 102160967A)、將纖維在噴絲模頭上編織成管后同步涂覆制膜液制備中空纖維復合膜(CN 101543731A)、編織管內外側均涂覆制膜液，再通過相轉化法制備分離膜層(CN 1864828A)等技術出現。然而，采用編織管表面涂覆制備分離膜層的技術，不可避免會遇到產品的支撐層和分離膜層間粘結性能較差，使用過程中存在脫落、剝離，不耐反洗等問題。

由于聚酯體系自身具備的耐溶劑，高強度等特性，目前被廣泛應用于膜材料的支撐層。為解決支撐層和分離膜層粘結性能較差的問題，目前比較常用的辦法是對聚酯支撐層進行預處理，以提高復合膜支撐層和功能層間的粘結性。CN 102553463A先把編織管在煮沸的堿液浸泡以去除油污，然后編織管浸漬改性液進行改性處理，使得產品支撐層與涂覆層不易脫離，膜的耐反洗能力也得到了明顯的改善；CN102512990A在制備聚偏氟乙烯中空纖維涂覆膜時使用常壓等離子體處理中空編織繩，提高了編織繩與皮層聚偏氟乙烯材料之間的界面潤濕性和氫鍵粘接力；CN102784566A通過編織管的預處理、聚偏氟乙烯稀溶液預涂覆等技術制備出一種具有高附著強度的異質增強聚偏氟乙烯中空纖維膜。此外，CN2103691327A通過提高制膜液在支撐管中的滲透程度，增加制膜液與支撐管的接觸面積，以提高兩者間的粘結效果。