[发明专利]一种高抗拉强度超滤膜材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超滤膜材料，具体的说是一种具有高抗拉强度的超滤膜材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

我国从事膜研发的机构大学有30余家，从事膜生产的企业大约300多家。在膜的总销售中，50%的市场被反渗透膜占据，超滤与微滤、电渗析各占10%，剩下20%被气体分离膜、无机陶瓷膜、透气膜及其他类型所占据。虽然市场占有率不是很高，但是在近两三年来超滤膜开始翻倍增长，进入发展关键期。随着工业的发展，水质污染情况日益严重，对水预处理的要求越来越高，有越来越多的企业选择使用超滤膜来做预处理。

但是，现有超滤膜不仅价格高、通量小，而且在使用的过程中容易受到各种污染，例如吸附污染、沉淀污染及生物污染等。种种污染以及频繁的清洗会对超透膜的寿命造成严重影响，使得超滤工艺的运行能耗和运行成本中的折旧费用增加，进而导致整体成本增加。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种高抗拉强度超滤膜材料及其制备方法，所制备的超滤膜耐压、耐热、抗氧化性高, 耐酸碱性强，生物相容性好。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，一种高抗拉强度超滤膜材料及其制备方法，其包括如下重量份组分：：聚醚砜（PES），15%-25%；N-甲基吡咯烷酮（NMP），50%-60%；聚乙烯吡咯烷酮（PVP），10%-15%；添加剂，２%-３%。

    上述的高抗拉强度超滤膜材料，其包括如下重量份组分：：聚醚砜（PES），18%；N-甲基吡咯烷酮（NMP），55%；聚乙烯吡咯烷酮（PVP），10%；添加剂，2.5%。

上述的高抗拉强度超滤膜材料的制备方法，包括下列内容：

（1）配制铸膜液：按照配方量将聚醚砜（PES）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）混合溶于N-甲基吡咯烷酮（NMP）中，加入添加剂，将混合液加热至60℃溶解，直至铸膜液均匀透明；

（2）脱泡：将铸膜液置于脱泡罐中，在70℃温度条件下，搅拌1小时，待混合均匀后静置24小时，充分脱泡；

（3）制备原纤：将充分脱泡后的混合液送入纺丝机中，用喷丝头挤出形成中空状原纤，静置，待原纤中部分溶剂蒸发后，浸入2%的甘油溶液凝固浴中，原纤凝固成内径为0.8mm、外径为1.25mm的固态中空纤维；

（4）成膜：将制备好的原纤放入乙醇溶液中浸泡，即成；

所述铸膜液包括如下重量份组分：聚醚砜（PES），15%-25%；N-甲基吡咯烷酮（NMP），50%-60%；聚乙烯吡咯烷酮（PVP），10%-15%；添加剂，２%-３%。

本发明以聚醚砜（PES）为主料，聚醚砜（PES）是制备超滤膜的典型高分子材料，具有良好的化学、热学稳定性、机械性能、耐酸碱性。N-甲基吡咯烷酮（NMP）作为溶剂，具有无毒性、高沸点 、腐蚀性小、溶解度大、粘度低、挥发度低、稳定性好、易回收等优点。聚乙烯吡咯烷酮（PVP）能够影响超滤膜微结构和性能，适宜含量的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）能使聚醚砜（PES）膜的通量增大。添加剂是由聚乙二醇 （PEG400）、氯醋、氯化锂（LiCL）和无机盐类组成的混合液，在保证膜的通量的前提下提高其抗污染能力和抗拉强度。

本发明所制备的超滤膜耐压、耐热、抗氧化性高, 耐酸碱性强，生物相容性好，能够广泛应用于环境工程、食品、等诸多行业。

具体实施方式

实施例1

    本实施例的高抗拉强度超滤膜材料，其包括如下重量份组分：聚醚砜（PES，147粉体），18%；N-甲基吡咯烷酮（NMP），55%；聚乙烯吡咯烷酮（PVP，K30），10%；添加剂，2.5%。

本实施例的高抗拉强度超滤膜材料的制备方法，包括下列内容：

（1）配制铸膜液：按照配方量将聚醚砜（PES）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）混合溶于N-甲基吡咯烷酮（NMP）中，加入添加剂，将混合液加热至60℃溶解，直至铸膜液均匀透明；

（2）脱泡：将铸膜液置于脱泡罐中，在70℃温度条件下，搅拌1小时，待混合均匀后静置24小时，充分脱泡；

（3）制备原纤：将充分脱泡后的混合液送入纺丝机中，用喷丝头挤出形成中空状原纤，静置，待原纤中部分溶剂蒸发后，浸入2%的甘油溶液凝固浴中，原纤凝固成内径为0.8mm、外径为1.25mm的固态中空纤维；

（4）成膜：将制备好的原纤放入乙醇溶液中浸泡，即成。

对本实施例的高抗拉强度超滤膜材料的综合性能进行测试，结果见表1

表1 综合性能测试结果