[發(fā)明專利]一種通過聚合物共混增容原理和溶析法制備雙連續(xù)聚烯烴微濾膜的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010032565.3
• 申請(qǐng)日: 2020-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN111229062A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何春菊;郭光彩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D71/26
• 分類號(hào): B01D71/26;B01D71/38;B01D71/40;B01D71/52;B01D71/76;B01D67/00
• 代理公司: 上海泰能知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 魏峯

本發(fā)明涉及一種通過結(jié)合聚合物共混增容原理和溶析法制備雙連續(xù)聚烯烴微濾膜的方法。該方法包括：將聚烯烴、水溶性高分子物質(zhì)和增容劑混合，將得到的混合物通過平板硫化機(jī)壓膜或雙螺桿擠出機(jī)擠出成膜，萃取，保孔處理，干燥。該方法具有工藝簡(jiǎn)單、易于成孔以及環(huán)保等特點(diǎn)，制備得到的聚烯烴微濾膜具有大的水通量和氣體通量以及較好的力學(xué)性能，在水處理、生物醫(yī)用等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚烯烴微濾膜的制備領(lǐng)域，特別涉及一種通過結(jié)合聚合物共混增容原理和溶析法制備互穿網(wǎng)絡(luò)的雙連續(xù)孔結(jié)構(gòu)聚烯烴微濾膜的方法。

背景技術(shù)

膜分離技術(shù)是一種新興的多種學(xué)科交叉的技術(shù)，已經(jīng)成為工業(yè)上氣體分離、水溶液分離、化學(xué)產(chǎn)品和生化產(chǎn)品分離與純化的重要過程，廣泛應(yīng)用于食品、飲料加工過程、工業(yè)污水處理、大規(guī)模空氣分離、濕法冶金技術(shù)等。分離膜是膜分離技術(shù)的核心。

聚烯烴微濾膜具有比重小、力學(xué)性能良好、耐熱性較高、化學(xué)性能穩(wěn)定、無毒、無味等特點(diǎn)，已被廣泛地應(yīng)用在汽車、包裝、化工、電器等行業(yè)。目前聚烯烴微孔材料的制備方法主要是熔融拉伸法(MSCS)和熱致相分離法(TIPS)。中國專利CN106133042A和中國專CN104494157A通過熔融拉伸法制備聚烯烴微濾膜。專利使用熔融拉伸法得到的微濾膜操作簡(jiǎn)單，力學(xué)性能優(yōu)異，但是孔隙率較低，孔徑分布不均勻且孔徑大小難調(diào)。中國專利CN1718627和中國專利CN101862601A通過熱致相分離法制備聚烯烴微濾膜。專利使用熱致相分離法得到的微濾膜孔隙率高，孔徑均勻并且大小可調(diào)，但是由于聚合物含量低，所以得到的微濾膜力學(xué)性能較差，并且制備過程中需要使用有毒的稀釋劑，對(duì)人體和環(huán)境均會(huì)造成危害。

現(xiàn)有技術(shù)中，使用增容劑通過相分離法來制備微濾膜如中國專利CN105983350A，CN108385197A，這種制備方法雖然能得到性能更好的微濾膜，但還是會(huì)受到相分離法的限制，如必須使用毒性較大的稀釋劑，得到的微濾膜力學(xué)性能相對(duì)較差；另有技術(shù)將兩種非極性聚合物共混，通過溶析法，使用有機(jī)溶劑除去其中一種聚合物制得微濾膜，如中國專利CN103861481A，這種制備過程中必須使用到有毒的有機(jī)溶劑，對(duì)人體和環(huán)境都會(huì)造成危害。而添加增容劑將非極性的聚烯烴聚合物和極性的水溶性聚合物共混，然后通過溶析法溶出共混物中的水溶性聚合物制得微濾膜的專利目前還沒有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種通過聚合物共混增容原理和溶析法制備雙連續(xù)聚烯烴微濾膜的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中聚烯烴微孔材料采用MSCS法難以控制孔徑且孔隙率低的缺陷。

本發(fā)明是將增容法和溶析法這兩種方法相結(jié)合，通過綠色的制備方法制得孔隙率高，孔徑可調(diào)，力學(xué)性能優(yōu)異的聚烯烴微濾膜。

本發(fā)明提供一種雙連續(xù)聚烯烴微濾膜，將聚烯烴、水溶性高分子物質(zhì)和增容劑混合，通過平板硫化機(jī)壓膜或雙螺桿擠出機(jī)擠出成膜，然后萃取得到。

所述聚烯烴為聚乙烯或聚丙烯。

所述水溶性高分子物質(zhì)包括聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮或水溶性淀粉。

所述增容劑為高分子增容劑，優(yōu)選地，增容劑為馬來酸酐接枝聚烯烴或乙烯-乙烯醇共聚物。

所述聚烯烴微濾膜截面呈現(xiàn)雙連續(xù)狀結(jié)構(gòu)，孔隙率為10％～95％，平均孔徑為0.1～10μm。

本發(fā)明還提供一種雙連續(xù)聚烯烴微濾膜的制備方法，包括：

將聚烯烴、水溶性高分子物質(zhì)和增容劑以質(zhì)量比30～70：30～70：1～30混合，將得到的混合物通過平板硫化機(jī)壓膜或雙螺桿擠出機(jī)擠出成膜，置于萃取劑中萃取除去水溶性高分子物質(zhì)，保孔處理，干燥，得到雙連續(xù)聚烯烴微濾膜。

所述通過平板硫化機(jī)壓膜的壓力為1～15MPa，溫度為150～240℃。