[发明专利]一种聚醚砜中空纤维纳滤膜的制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚醚砜中空纤维纳滤膜的制备方法和用途，属特种功能高分子材料领域。

背景技术

聚醚砜（Polyethersulfone, 简称PES)是英国ICI公司于1972年首先开发成功并商品化的一种特种工程塑料，其牌号为“Victrex PES”。 PES特种工程塑料，由于其玻璃化温度高，物化稳定性好，是一种性能优异的工程用特种高分子材料。聚醚砜制备成平板膜或中空纤维膜，应用于血液净化和和水处理等领域已有很多报道，但这些膜均是超滤膜，膜孔径较大；利用聚醚砜中空纤维超滤膜，通过一些物理方法将其改变成中空纤维纳滤膜，国内外至今尚无研究报道和产品问世。

关于聚醚砜中空纤维超滤膜及其改性，已经有很多研究报道（如关于改性方法Zhao CS et al., Journal of Membrane Science, 2003, 214: 179；Zhao CS et al., Biomaterials, 2003, 24(21): 3747）。为提高膜的亲水性，浙江大学徐又一等（Zhu LP, Xu YY et al., ACTA Polymerica Sinica, 2008, 4: 309）采用分子设计的原理合成了系列两亲性高分子用以改性膜材料。Rahimpour等人（Rahimpour A et al., Journal of Membrane Science, 2008, 311(1-2):349）采用缩聚的方法合成了聚（氨基-酰亚胺）用以共混改性PES膜材料。天津大学的姜忠义等人（Wang YQ, Jiang ZY et al., Journal of Membrane Science, 2006, 283(1-2): 440）合成了聚丙二醇与环氧乙烷加聚物（聚醚）用以改性PES膜。汪锰等人（Wang M et al., Journal of Colloid and Interface Science, 2006, 300(1): 286）合成了聚（丙烯腈(AN)-(二丙烯酰胺基)-二甲基丙烷磺酸(AM PS)共聚物），然后将其作为添加剂共混改性酚酞型聚醚砜膜，得到了荷电膜。日本的Matsuura等人（Suk DE, Matsuura T et al., Desalination, 2002,149:303；Mosqueda-Jimenez DB, Matsuura T et al., Journal of Environmental Engineering-ASCE, 2004, 130(12): 1450）合成了一种表面改性的大分子（SMM）用以改性PES膜，膜改性后抗污染能力显著提高。但所有上述研究均是超滤膜。最近，潘成等人（潘成，王雨等，涂层法制备聚醚砜中空纤维纳滤膜及应用，膜科学与技术, 2012, 32:18-22）报道了一种采用涂层法制备聚醚砜中空纤维纳滤膜的方法，但该法对中空纤维进行涂层过程复杂，很难实现连续化生产。

本发明的思路是首先通过干-湿法纺制改性聚醚砜中空纤维膜，之后通过物理方法处理，将其转换成中空纤维纳滤膜。该法简单且容易实现产业化。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种简单实用，且易产业化的制备聚醚砜中空纤维纳滤膜的方法。其特点是（1）首先将聚醚砜与高分子量的聚乙烯吡咯烷酮配制溶液，采用干喷-湿法纺丝技术纺制成中空纤维超滤膜；（2）制备的中空纤维用二甲基甲酰胺和水的混合溶液进行处理；（3）对中空纤维膜进行真空干燥，得到纳滤膜。该膜具有制备简便，容易操作和亲水性好的特点。其具体技术方案为：一种聚醚砜中空纤维纳滤膜，以聚醚砜中空纤维超滤膜为基膜，通过二甲基甲酰胺和水的混合溶液进行处理后通过真空干燥制成；所得聚醚砜中空纤维纳滤膜纤维内径：200-1000um。

一种聚醚砜中空纤维纳滤膜的制备方法包括以下步骤：

（1）聚醚砜溶液的制备：

按重量份配比计：由分子量50000以上的聚醚砜18~28份，分子量500000以上的聚乙烯吡咯烷酮1-8份以及溶剂74~81份于75～95℃的温度下在容器中搅拌溶解2～24小时制成；

（2）聚醚砜纺丝溶液的制备：

将步骤（1）所得的聚醚砜溶液经过滤后，放置待溶液自然消泡和熟化制得聚醚砜纺丝溶液；

（3）聚醚砜中空纤维超滤膜的制备：