[發明專利]聚酰亞胺滲透汽化膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201810733838.X
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN110681272B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 劉京妮;孫旭陽;崔晶;鐘璟;馬文中
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: B01D71/64
• 分類號: B01D71/64;B01D67/00;B01D61/36;B01D69/12
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本發明涉及一種聚酰亞胺滲透汽化膜及其制備方法，主要解決現有技術中滲透汽化膜耐溶劑性差、分離效率低導致薄膜使用壽命短，難以用于強極性溶劑的分離問題。本發明提供一種聚酰亞胺滲透汽化膜，包括支撐層和分離層；其中，所述分離層位于所述支撐層上，所述分離層為多層聚酰亞胺膜，所述支撐層為具有0.01μm以上孔隙結構的無機物或有機物；其特征在于所述多層聚酰亞胺膜由采用至少兩種除溶劑法制得的聚酰胺酸膜經亞胺化得到，且除與支撐層接觸的第一層外，其它層均采用在聚酰胺酸的不良溶劑中擴散的除溶劑方法的技術方案，較好地解決了該問題，可用于聚酰亞胺滲透汽化膜的工業化應用中。

技術領域

本發明涉及一種耐溶劑且高滲透汽化分離能力的聚酰亞胺滲透汽化膜及其制備方法。

背景技術

二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)等非質子極性溶劑廣泛的應用在農藥、醫藥、有機合成、合成革等領域。然而這類溶劑對人體健康和環境均有不利影響。因此，對使用后的酰胺類溶劑進行分離回收與處理成為工業領域一個重要的問題。滲透汽化(PV)技術作為一種新型的膜分離技術，在有機溶劑回收方面得到應用。然而，一般高分子膜材料在此類溶劑中容易發生溶脹甚至是溶解的現象，使得滲透汽化分離技術難以實現對此類溶劑體系的分離回收，因此需要尋找具有良好耐溶劑性能的膜材料。

聚酰亞胺(PI)是20世紀60年代發展起來的主鏈中具有酰亞胺環結構的高分子材料，具有良好的耐熱性、機械性能、耐溶劑性。PI膜在納濾、滲透汽化等膜分離領域已經有一定的研究基礎。1993年，White等首次將PI制備成納濾膜應用于有機溶劑體系，用來回收潤滑油濾液中的溶劑，該膜對潤滑油的截留率達95％，透過的溶劑純度達99％以上，且膜表現出良好的穩定性。Qiao等人制備的PI滲透汽化膜用于異丙醇/水的分離，分離因子達到3508，滲透通量0.432kg·m^-2·h^-1。Polotskaya等合成了PI復合膜(BTDA-ODA/PAN)用于分離10％的甲醇/環己烷溶液，結果表明，PI/PANI膜對甲醇具有較好的選擇性，在50℃時的滲透通量為0.046kg·m^-2·h^-1。2011年，Park等人證實PI膜在DMF、DMAc等非質子極性溶劑中具有較好的耐受性，進一步顯示PI作為滲透汽化分離膜的耐溶劑性，在有機溶劑分離方面的廣闊前景。

有專利報道，通過化學亞胺化方法制備聚酰亞胺滲透汽化膜，分離正辛烷/正庚烷-噻吩體系的方法，雖然工藝相對簡單，然而化學亞胺化方法并不能使PI達到足夠的亞胺化程度，極大的降低了PI膜在非質子溶劑中的穩定性，不適宜分離本專利中涉及的溶劑體系。本專利發明的聚酰亞胺滲透汽化膜，具有優異的耐溶劑特性，分離效率高，能耗低，且理論成本小于現階段常用的蒸餾和精餾工藝，具有明顯的優勢。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是現有技術中滲透汽化膜耐溶劑性差、分離效率低導致薄膜使用壽命短，難以分離純化強極性有機溶劑的問題；本發明提供了一種聚酰亞胺滲透汽化膜，該聚酰亞胺滲透汽化膜耐溶劑性能優異，耐高壓差而不易破損，分離效率高，易加工的特點，能夠在強極性溶劑中保持性能穩定，應用前景廣闊。

本發明所要解決的技術問題之二是提供一種與解決技術問題之一相對應的聚酰亞胺滲透汽化膜的制備方法。

本發明所要解決的技術問題之三是提供一種與解決技術問題之一相對應的聚酰亞胺滲透汽化膜的應用方法。

本發明所要解決的技術問題之四是提供一種采用與解決技術問題之一相對應的聚酰亞胺滲透汽化膜作為滲透汽化膜的滲透汽化分離裝置。

本發明所要解決的技術問題之五是提供一種使用解決上述技術問題之四所述的滲透汽化分離裝置的分離方法。