[發明專利]一種水處理分離膜親水改性的方法

有效

• 申請號: 202011162278.0
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112263919B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 劉必前
• 申請（專利權）人: 鹽城海普潤科技股份有限公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/02;B01D71/16;B01D71/30;B01D71/34;B01D71/42;B01D71/68;C02F1/44
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本發明涉及一種水處理分離膜親水改性的方法，具體公開了在鑄膜液中以聚乙二醇為成孔劑，在后處理液中以脂肪醇聚氧乙烯醚或非離子型纖維素醚為親水劑，用交聯劑將成孔劑與親水劑交聯起來，使得成孔劑和親水劑都不會從膜中流失，從而提高水處理分離膜的親水穩定性，還能實現膜的干態保存。本發明水處理分離膜的親水效果持久，方便膜的儲存、運輸和使用；本發明制備方法簡單、易于實現工業化生產，制備的水處理分離膜的靜態接觸角＜30°。

技術領域

本發明涉及水處理分離膜技術領域，特別涉及一種水處理分離膜改性的方法。

背景技術

由于水資源緊張和水污染加劇，污水的有效處理與回收利用已成為一種必然趨勢。膜分離因節能、高效、無二次污染、分離效率高等優點而廣泛應用在水處理領域。當前已用于工業化生產的高分子膜材料（如聚偏氟乙烯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯腈、醋酸纖維素、聚氯乙烯等）具有較好的化學穩定性和熱穩定性，由其制備的膜已被廣泛應用在工業、農業、環保等許多領域，對于節約能源、凈化環境等做出突出貢獻。

這些膜是由非溶劑致相分離法制備而成，其膜孔隙被凝固液（水）充盈，呈濕態，若在濕態下長期儲存，有諸多弊端。因此，膜應干態儲存和運輸，若自然脫水干燥將導致膜孔的崩塌，從而嚴重影響膜的滲透性和機械強度。常用的干態處理方法是將膜浸于質量分數為30%的甘油水溶液中10min至數小時，使膜內溶液濃度達到平衡，然后取出干燥，這樣在儲存、運輸后不影響其使用。但是甘油吸水性強，經其處理過的膜并未完全干燥，給組件加工帶來不便。

對這些膜的親水改性研究主要集中在膜本體及膜表面兩個方向。膜本體的親水改性主要是將親水性物質或是強烈吸附性的物質摻雜在某種工藝條件下使其成膜，如有機物質（聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇雙馬來酸單酯）或無機物質（TiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、SiO₂、碳納米管）。該類共混膜制備方法簡單，不需要苛刻的制備條件，但是隨著膜的使用，共混的物質會慢慢流失，從而使膜失去親水性能。膜表面的親水改性包括表面涂覆和表面接枝，表面涂覆是將氧化石墨烯、殼聚糖或聚苯乙烯磺酸鈉等物質涂覆在膜表面，改性后的膜孔徑變小，接觸角減小，抗污染性能得到提升，但該方法最大的問題就是涂覆物質與膜材料的結合牢度不好，影響后續的使用效果。表面接枝是膜改性的研究熱點，可以克服涂覆造成的不穩定問題。目前接枝手段主要是輻射接枝和自由基聚合接枝。輻射接枝是利用高能粒子轟擊膜表面，使膜表面形成活性自由基團，然后達到小分子接枝在膜表面的目的。該種方法可在膜表面接枝羥基、氨基和羧基等官能團，所得到的膜接觸角降低較大，水通量提升較大，但難以實現工業化生產。自由基聚合接枝是用臭氧、LiOH·H₂O等作為引發劑，形成活性點使甲基丙烯酸羥乙酯等物質接枝在膜表面，不過將該種膜使用4周或者一定時間后，所接的官能團有脫落現象。還有通過接枝單個分子使膜親水效能提升的。如將兩性分子接枝到膜表面，使膜的靜態接觸角大大降低，但該法得先合成兩性分子，再應用到膜上，給膜制備帶來困難。

綜上所述，還未見一種適用于工業化生產，親水效果持久，還可干態保存的水處理膜的制備方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種水處理分離膜親水改性的方法，該方法簡單，親水效果持久，延長膜的使用壽命，可實現工業化生產，還可使水處理膜在干態下保存。

本發明的一種水處理分離膜親水改性的方法，包括以下步驟：

1）配制鑄膜液：在50～90℃下，將高分子材料、成孔劑、溶劑按照質量比10～35:2～16:49～88混合、攪拌、溶解，過濾，脫泡后制得鑄膜液；

2）配制內凝固芯液：將非溶劑或者溶劑與非溶劑的組合作為內凝固浴液；

3）配制外凝固浴液：將非溶劑或者溶劑與非溶劑的組合作為外凝固浴液；