[发明专利]膜的单过硫酸盐处理

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理疏水/亲水共混聚合物膜以控制其透水性的后处理方法，以及用该方法制备的处理后的疏水/亲水共混聚合物膜。该方法也适于清洁聚合物膜。

背景技术

下面的讨论不应解释为承认其为对普通公知技术的陈述。

在用于各种水过滤应用的超滤(UF)和微滤(MF)领域中合成的聚合物膜是已知的。所述膜的性质取决于其物理性质，化学性质和所用的成膜材料，所述物理性质即对称性或不对称性、孔形状和孔大小。

所述膜的亲水或疏水性尤其重要。

疏水表面定义为“憎水的”，而亲水表面定义为“好水的”。

众所周知，亲水膜一般会比疏水膜吸附更少的污垢。然而，通常疏水膜具有更好的化学稳定性、热稳定性和生物稳定性。在水过滤膜的开发中，长期以来需要的是将亲水聚合物的低积垢性与疏水聚合物膜的稳定性结合到一起。

一种制备具有既有亲水膜所需性质又有疏水膜所希望性质的多孔聚合物膜的方法仅仅是用疏水/亲水聚合物的各种共混物来制备各种膜。

早前用于处理疏水/亲水共混膜以提高其透水性的方法已经被详细描述，例如在美国专利US6,596,167中公开的用Cl₂处理聚醚砜/聚乙烯吡咯烷酮膜、聚砜/聚乙烯吡咯烷酮膜和聚偏二氟乙烯共混膜的方法。

本申请人以前也开发了使用其他氧化剂亲水化膜的方法，例如用芬顿氏剂(Fenton’s agent)，一种羟基基团源，来试图提高疏水/亲水膜的透水性。

然而，现有技术中仍然需要一种处理膜来提高其透水性的简单方法。重要的是任何这种处理不会消减所述膜的机械性质或其他化学性质。同样重要的是所述处理尽可能的节约成本。并且，如果在水过滤中广泛应用多孔聚合物膜，希望所述处理不向膜环境中引入潜在的有毒物质或环境不友好的物质的使用。

从效率方面来说，同样希望的是处理膜的方法能够用于其他有益的方面，例如膜的清洁。

发明内容

根据一个方面，本发明提供一种亲水化聚合物的方法，包括将所述聚合物与单过硫酸盐源相接触(将所述聚合物与HSO₅^-接触)以使该聚合物亲水的步骤。

具体来说，本发明提供一种改进多孔聚合物膜透水性的方法，包括将所述多孔聚合物膜与单过硫酸盐源相接触的步骤(将所述多孔聚合物膜与HSO₅^-接触)。

另一方面，本发明提供一种清洁需要清洁的多孔聚合物膜的方法，包括将所述多孔聚合物膜与单过硫酸盐源相接触的步骤(将所述多孔聚合物膜与HSO₅^-接触)。所述膜可能被有机物、无机物或其组合所弄脏。

优选所述多孔聚合物膜为微滤或超滤膜。

更优选，所述聚合物膜由疏水和亲水聚合物的共混物制备。

适宜的疏水聚合物包括含氟聚合物、聚砜类聚合物、聚酰亚胺、聚丙烯腈和聚氯乙烯等。

更优选所述聚合物为诸如聚偏二氟乙烯(PVdF)和PVdF共聚物的含氟聚合物。

在可替代的优选的实施方式中，所述疏水聚合物为诸如聚砜、聚醚砜和聚苯砜的聚砜类聚合物。

优选在所述疏水/亲水共混聚合物中，所述亲水聚合物为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和PVP共聚物、聚乙二醇(PEG)、聚氧化乙烯、聚乙烯醇和聚丙烯酸等。最优选的亲水聚合物为水溶性的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和PVP共聚物。

所述多孔聚合物膜优选由疏水和亲水聚合物的共混物制备。该共混聚合物中疏水聚合物/亲水聚合物在制备膜之前的比例是10∶1～0.5∶1。该比例优选为5∶1～0.5∶1，更优选为3∶1～0.5∶1。因为在成膜过程中相对于疏水聚合物的量来说亲水聚合物的量会减少，所以通常该比例在最终聚合物中要更高些。然而，如果所述膜是亲水的，那么一些亲水聚合物会被保留。所有的事情都是公平的，共混聚合物中更高的亲水聚合物起始比例通常会导致最终多孔聚合物膜中含有更高含量的亲水聚合物或共聚物。

在本说明书中讨论疏水/亲水膜时，应理解为所述亲水聚合物或共聚物以足以将亲水性引入膜中的量存在于所述膜中。例如，PVdF/PVP多孔聚合物膜将含有足够的PVP来将亲水性引入该膜。

所述膜的优选形式为中空纤维膜、管状膜或平片膜。

所述膜可以为干膜、湿膜或再润湿膜。所述膜可以单独存在，或布置成束或模件例如中空纤维模件或螺旋卷绕模件。