[发明专利]一种聚合物微滤膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，尤其涉及一种聚合物微滤膜的制备方法。

背景技术

聚合物微滤膜是开发应用最早的膜技术之一，也是现今分离科学中最重要的过滤膜之一。聚合物微滤膜是以天然或人工合成的聚合物作为膜材料，其作用主要是允许气相或液相中的大分子和溶解性固体（无机盐）等通过，但会截留0.1～10微米以上的悬浮物、微粒、细菌以及大分子量胶体等物质，目前已广泛应用于食品、医药、电子、环保等各个领域的分离过滤过程中。

目前，聚合物微滤膜的制备方法主要有机械拉伸法、径迹蚀刻法及相分离法。机械拉伸法主要用于一些性质特殊的聚合物材料成膜，如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等，应用范围较窄，而且拉伸设备投资大，所制备的聚合物微滤膜的厚度、孔径分布也不易控制；径迹蚀刻法是一种可对孔径大小、形态及密度进行调控的方法，通过该方法制备出的膜往往具有规整的孔道以及很窄的孔径分布，但是，所制备的聚合物微滤膜孔为圆柱形毛细管，不贯通，孔隙率也比较低，而且在制膜过程中需要用到重金属或重金属离子加速器，使得这种制备方法的成本大幅提高，限制了该方法的应用范围；相分离法是如今应用较广的一种成膜方法，包括热致相分离、沉浸相分离等多种方法，这种方法简单易操作，但是所制备的聚合物微滤也存在孔径大小、分布不易控制等缺点。

如中国专利CN101396641A公开了一种复合热致相分离法制备聚合物微滤膜的方法，其首先在110～150℃的条件下，将聚偏氟乙烯与复合稀释剂在反应釜中溶解制成成膜液，再将上述成膜液、聚乙二醇以及二甲基乙酰胺同时挤入4～15℃的复合冷淬液，发生复合相分离反应生成中空纤维膜坯，然后在5～80℃的条件下，将上述中空纤维膜坯放入萃取液中萃取复合稀释剂，最后得到中空纤维微滤膜。但是，上述方法制备得到的微滤膜的孔径大小及孔密度不可调控。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供了一种聚合物微滤膜的制备方法，本发明提供的方法可以制备出孔径大小及孔密度可调的聚合物微滤膜。

本发明公开了一种聚合物微滤膜的制备方法，包括以下步骤：

A）在引发剂的作用下，含有双键的磺酸类单体在含有聚芳醚砜酮的有机溶液中发生聚合反应，得到第一反应混合物；所述聚芳醚砜酮为含二氮杂萘酮的聚芳醚砜酮；

B）将上述第一反应混合物升温发生交联反应，得到第二反应混合物；

C）将上述第二反应混合物进行成膜处理，得到聚合物微滤膜。

优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈。

优选的，所述有机溶液中有机溶剂为1-甲基-2-吡咯烷酮。

优选的，所述含有双键的磺酸类单体为苯乙烯磺酸类单体或乙烯基磺酸类单体。

优选的，所述苯乙烯磺酸类单体为苯乙烯磺酸或者苯乙烯磺酸和苯乙烯磺酸钠的混合物；所述乙烯基磺酸类单体为乙烯基磺酸或者乙烯基磺酸和乙烯基磺酸钠的混合物。

优选的，所述苯乙烯磺酸与含二氮杂萘酮的聚芳醚砜酮的摩尔比为（0.1～0.7）：1；所述苯乙烯磺酸钠与含二氮杂萘酮的聚芳醚砜酮的摩尔比为（0～0.5）：1；所述乙烯基磺酸与含二氮杂萘酮的聚芳醚砜酮的摩尔比为（0.1～0.7）：1；所述乙烯基磺酸钠与含二氮杂萘酮的聚芳醚砜酮的摩尔比为（0～0.5）：1。

优选的，所述步骤A）具体为：

A1）将含有双键的磺酸类单体和含二氮杂萘酮的聚芳醚砜酮溶解于1-甲基-2-吡咯烷酮中，得到预聚液；

A2）向所述预聚液中加入引发剂，在氮气的保护下发生聚合反应，得到第一反应混合物。

优选的，所述预聚液的质量百分比浓度为15～25%。

优选的，所述聚合反应的温度为60～90℃，反应时间为3～7小时。

优选的，所述交联反应的温度为110～150℃，反应时间为1～5小时。