[發明專利]一種磺化聚乙烯亞胺、納濾膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202010024263.1
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111187413B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 丁金成;吳慧青;武培怡
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;B01D67/00;B01D69/12
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 宋旭

本發明涉及一種磺化聚乙烯亞胺、納濾膜及其制備方法，所述磺化聚乙烯亞胺由聚乙烯亞胺與磺酸內脂的開環反應獲得。將磺化聚乙烯亞胺作為水相單體通過界面聚合制備疏松納濾膜。由于磺酸基團的引入導致單體極性提升，降低其在油相的溶解度從而抑制界面聚合過程，最終獲得具有疏松結構的聚酰胺分離表層。基于磺化聚乙烯亞胺獨特的結構和性質，所制備的納濾膜具有高水通量、高染料截留以及高鹽滲透的特性，適用于印染廢水的處理。

技術領域

本發明屬于分離膜及其制備方法領域，特別涉及一種磺化聚乙烯亞胺、納濾膜及其制備方法。

背景技術

隨著當前印染行業的快速發展，急需采用環保手段對其處理后排放。傳統處理手段大多采用吸附或化學沉淀等，但分離效率低且無法回收廢水中有價值的無機鹽(5-6wt％氯化鈉和硫酸鈉)。疏松納濾膜由于其高的染料截留以及低的鹽截留受到廣泛關注。當前，疏松納濾膜的制備多集中于摻雜各種無機納米材料，然而這些納米材料的團聚以及成本問題嚴重制約了其進一步發展。

聚乙烯亞胺類單體具有良好的親水性以及豐富的胺基，可以通過邁克爾加成或希夫堿反應進行改性和表面接枝。利用此特點，目前已有報道采用聚乙烯亞胺來進行疏松納濾膜的制備。例如利用聚乙烯亞胺與多巴胺的共沉積來改性聚丙烯腈超濾膜制備疏松納濾膜用于染料脫鹽；同樣也有利用聚乙烯亞胺與單寧酸的交聯反應來制備疏松納濾膜。雖然利用聚乙烯亞胺與多酚類的反應可以用于疏松納濾膜的制備，但從結果上看疏松納濾膜染料和鹽的選擇性分離系數仍舊不高，同時聚乙烯亞胺與多酚類的反應時間久，且用于膜表面改性的均一性也不夠。此外，從生產成本上來說多酚類的價格也較貴不利于工業化。

本發明通過簡單的一步磺化法首先得到一種磺化改性的聚乙烯亞胺單體，而后將此單體作為一種新型的水相單體，采用簡單的浸泡進行界面聚合直接得到疏松納濾膜。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種磺化聚乙烯亞胺、納濾膜及其制備方法，克服現有采用聚乙烯亞胺與多酚類交聯反應制備疏松納濾膜穩定性差，成本高的缺陷，本發明中通過磺化改性聚乙烯亞胺，并以此作為水相單體通過界面聚合法直接制備的疏松納濾膜,本發明提供一種磺化聚乙烯亞胺的制備方法，及這種磺化的單體作為水相單體通過界面聚合制備疏松納濾膜。

本發明的一種磺化聚乙烯亞胺，所述磺化聚乙烯亞胺由聚乙烯亞胺、磺酸內脂開環反應獲得。

本發明的一種磺化聚乙烯亞胺的制備方法，包括：

聚乙烯亞胺溶液中加入磺酸內脂和氨水，攪拌反應，過濾，冷凍干燥，得到磺化聚乙烯亞胺。

上述制備方法的優選方式如下：

所述聚乙烯亞胺為分子量600Da、1800Da、1000Da、1500Da、5000Da、10000Da、70000Da的支化或線性聚乙烯亞胺中的一種或幾種；磺酸內脂為1,3丙磺酸內脂和/或丁磺酸內脂；磺酸內脂與聚乙烯亞胺質量之比為1:100～100:1。

所述聚乙烯亞胺溶液的溶劑為有機醇；聚乙烯亞胺溶液的質量濃度為0.2～90％；氨水的加入量為溶劑體積的0.1～10％。

進一步，所述有機醇為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的一種或幾種。

所述磺化聚乙烯亞胺的制備方法中，攪拌反應溫度25～100℃，反應時間為0.5～24h。

所述得到磺化聚乙烯亞胺的磺化度為1-100％。

本發明的一種磺化聚乙烯亞胺疏復合納濾膜，所述納濾膜由水相單體和油相單體在多孔支撐膜表面進行界面聚合獲得，所述水相單體包含所述磺化聚乙烯亞胺；油相單體包含芳香族酰氯。

所述復合納濾膜由聚酰胺分離表層和超濾支撐底膜構成，具有高水通量、高染料截留以及高鹽滲透的特性。

本發明的一種磺化聚乙烯亞胺復合納濾膜的制備方法，包括：