[發(fā)明專利]一種新型磺化聚芳醚砜納濾膜復(fù)合材料的制備方法

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• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109731480A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 上海唯賽勃環(huán)保科技股份有限公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/12;B01D71/68
• 代理公司: 蘇州名飛揚(yáng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32290
• 代理人: 楊林

本發(fā)明公開了一種新型磺化聚芳醚砜納濾膜復(fù)合材料的制備方法，通過兩步法合成了對苯二酚型磺化聚芳醚砜（sPES?HQ），包含磺化聚醚砜（sPES?HQ）的制備和聚合物膜（sPES?HQ）的制備，磺化聚芳醚砜（sPES?HQ）的合成首先是對苯二酚型聚芳醚砜（PES?HQ）的合成，而聚合物膜（sPES?HQ）的制備采用流延法成膜。本發(fā)明通過磺化不同時(shí)間，獲得不同磺化度（IEC）的磺化聚芳醚砜（sPES?HQ）,在合理的IEC范圍時(shí)（IEC=1.48左右），sPES?HQ具有良好的溶解性，能夠形成透明均一、有韌性的薄膜，并且具有良好的熱穩(wěn)定和力學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納濾膜的制備領(lǐng)域，特別涉及一種新型磺化聚芳醚砜納濾膜復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

納濾膜是介于超濾和反滲透之間的膜分離技術(shù)。納濾膜的平均孔徑約為 1nm，截留分子量為 200~1000 Da，對于高價(jià)鹽具有較高的截留率，并且具有較低的操作壓力（一般為 0.5~3 MPa）。

納濾膜分離技術(shù)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于海水淡化預(yù)處理，飲用水的凈化與軟化，工業(yè)和生活廢水的處理，以及食品工業(yè)和醫(yī)藥等行業(yè)。

膜材料是影響納濾膜性能的一個(gè)關(guān)鍵因素，開發(fā)出性能優(yōu)異、適合工業(yè)化生產(chǎn)的高分子材料是膜科學(xué)工作者一直關(guān)注的重點(diǎn)。

納濾膜材料除了需要優(yōu)異的截留性能和水通量，還需要具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、抗污染性以及優(yōu)異的力學(xué)性能。

聚醚砜（PES）是一類已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的工程塑料，成為繼纖維素衍生物之后最重要的成膜材料之一，它具有良好的耐氧化性、耐熱性、耐溶劑性以及優(yōu)異的力學(xué)性能，是理想的納濾膜的基體材料。

但是，由于 PES類材料的親水性差，分離膜的水通量低，抗污染能力差，制約其作為納濾膜的分離層材料

研究表明，通過磺化反應(yīng)在聚合物骨架中引入磺酸基團(tuán)，能夠增加親水性，提高抗污染性，并且磺酸基團(tuán)的引入能夠使得納濾膜表面荷負(fù)電，從而利用 Donnan 效應(yīng)可以分離不同價(jià)位的離子。

復(fù)合法是目前制備納濾膜的主要方法，即在多孔支撐層上覆蓋一層超薄分離層。

將磺化聚醚砜（SPES）稀溶液涂覆在聚砜超濾膜上，制備了SPES/PSF 復(fù)合納濾膜，該復(fù)合膜帶有強(qiáng)負(fù)電荷，對不同的無機(jī)鹽具有良好的分離選擇性，對于濃度2000 mg/LNa₂ SO₄ 脫除率可達(dá) 92%，通量為 72 L/m² ·h。相對于與支撐層，涂覆層材料起到提高分離效率和增加抗污染性關(guān)鍵作用，因此，合適的涂覆層材料是決定納濾復(fù)合膜性能的關(guān)鍵因素。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決上述問題，提供一種新型磺化聚芳醚砜納濾膜復(fù)合材料的制備方法，能夠顯著提高復(fù)合納濾膜的耐氧化性能，且其熱穩(wěn)定性高，力學(xué)強(qiáng)度好。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種新型磺化聚芳醚砜納濾膜復(fù)合材料的制備方法，S1、磺化聚醚砜（sPES-HQ）的制備；

S2、聚合物膜（sPES-HQ）的制備；

所述S1中包括先后進(jìn)行的對苯二酚型聚芳醚砜（PES-HQ）的合成和

磺化聚芳醚砜（sPES-HQ）的合成；所述對苯二酚型聚芳醚砜（PES-HQ）的合成包含如下步驟：

a、將毫摩爾數(shù)比為1.04:1:1.1的對苯二酚、二氯二苯砜和碳酸鉀加入到250mL三口圓底燒瓶中，再分別加入80mLNMP和35 mL甲苯，并在一側(cè)加上分水器，且分水器中加有8mL甲苯；

b、反應(yīng)體系通入N₂，攪拌均勻后加熱至140℃，回流3h；