[发明专利]一种聚醚砜/聚甲基丙烯酸甲酯合金平板超滤膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚醚砜/聚甲基丙烯酸甲酯合金平板超滤膜及其制备方法。

背景技术

由于我国经济的持续快速发展和城市化进程的加快以及环境恶化水污染的加重，缺水范围不断扩大，缺水程度越发严重，这些问题已经成为制约我国经济发展的主要因素，因此对水资源紧缺和污染的问题必须引起高度重视。

膜技术是当代新型高效分离技术，被誉为21世纪的技术，与传统分离技术相比具有:高效、节能、易控制、操作方便、便于放大、环境友好、易与其它技术集成等优点，它必将在分离领域引起一场革命。2000年3月，水和废水膜技术处理国际会议在英国举行，会议主题涉及到膜技术和在废水应用中的各个方面就是例证之一。随着膜技术的发展与人们对水的循环再利用的要求不断升高，各种新型、改良的高效废水生物处理工艺应运而生，而其中引人注目的是应用膜分离技术与微生物处理技术相结合的膜一生物反应器(Membrane Bioreaetor，MBR)。它出水水质优于传统工艺，由于膜的高效截留作用，可把微生物截留在生物反应器内而使水力停留时减(hydraulic retentation time一HRT)和污泥停留时间(Solidseretn tatoin time一STR)可分别控制。它污泥产量少、运行可靠、节省占地、易于从现有的传统活性污泥工艺进行改造，更易于实现自动化。

目前，国内外MBR的研究非常活跃，在当今世界环境污染的加剧和水资源短缺的情况下，这一高新技术具有强大的生命力和广阔的发展前景。聚偏氟乙烯（PVDF）、聚醚砜（PES）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚砜（PS）、聚丙稀腈（PAN）、聚氯乙稀（PVC）等是目前较为广泛制备膜材料的高分子原料。聚偏氟乙烯和聚醚砜成为目前最广泛使用的超滤膜材料，其中聚醚砜是一种综合性能优异的膜材料，玻璃化转变温度为230℃，具有优异的耐热性、耐酸碱、耐腐蚀性及血液相容性，因此备受重视。但是聚醚砜(PES)由于本身具有较多的疏水性基团，因此所形成的膜疏水性强、在过滤水介质物料时、容易造成严重的膜污染，造成分离效率下降。为了克服聚醚砜膜材料本身的亲水性差，易污染等缺点，人们尝试使用一些物理或化学方法对其进行改性。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）结构中含有亲水性的基团，是一种亲水性的膜材料，具有较高的强度，其中聚醚砜的溶解度参数δ_PES=21.9(MPa)^0.5，δ_PMMA=22.69(MPa)^0.5，δ_PMMA-δ_PES=0.79，溶解度系数可考察两种聚合物的相容性，当│δ1-δ2│>0.5时，两种聚合物属于部分相容；当│δ1-δ2│<0.5时属于均相相容。PES和PMMA是属于部分相溶物质，因此，本发明在PES中加入PMMA可改善膜的亲水性，提高合金膜的的抗污染能力，能拓宽了膜的应用领域。

发明内容

随着聚合物共混理论的不断进步，将两种或多种聚合物或无机纳米粒子共混，理论上已经成为制备聚合物有机-无机杂化膜已成为膜材料改性、增加膜材料品种、提高膜性能的有效方法。聚甲基丙烯酸甲酯是一类优异的分离膜材料，它具有优异的耐菌、耐有机溶剂，不易水解、抗氧化、成膜性能好的优点，本发明通过其与聚醚砜的共混，开发出一种性能优异且适用的混合膜材料。

本发明的目的即在于提供一种高水通量、高强度、抗污染能力强的聚醚砜/聚甲基丙烯酸甲酯合金平板超滤膜及其制备方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种聚醚砜/聚甲基丙烯酸甲酯合金平板超滤膜，其特征在于，其铸膜液组成按重量比如下：

聚醚砜树脂        13～25%

聚甲基丙烯酸甲酯  1～12%

复配添加剂        4～15%

溶剂              50～80%。

所述聚醚砜树脂是聚醚砜的均聚物，或是聚芳砜链节含量为70%以上的聚醚砜共聚物，或是上述两种的共混物或者是聚芳砜链节含量为70%以上的，不同聚芳砜链节含量的聚醚砜共混物。含量优选为14～20%

所述的聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为30～35万。含量优选为2～10%。

共混聚合物聚甲基丙烯酸甲酯的作用是改善聚醚砜膜的亲水性能，提高聚醚砜膜的抗污染性，同时降低聚醚砜膜生产成本。

所述的溶剂是指二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯中的至少一种。