[发明专利]一种平板多层复合膜及其制备方法

说明书

本发明属于有机气体膜分离领域，具体地涉及一种平板多层复合膜及其制备方法。多层复合膜的制备方法为：配制PEI有机溶剂铸膜液，采用两侧均可刮膜的刮刀在聚酯无纺布支撑层双面刮膜，去离子水中浸没沉淀相分离后制得双层PEI多孔基底膜；配制含有聚二甲基硅氧烷、交联剂和催化剂的涂敷液，采用两侧均可刮膜的刮刀在双层PEI多孔基底膜双面覆膜，交联固化后，制得选择性高、耐溶胀的高性能有机气体分离复合多层膜。制膜方法简便，适用于工业化生产。

技术领域

本发明涉及有机气体分离平板复合膜，更具体地涉及一种用于有机气体净化回收的PDMS/PEI平板多层复合膜及其制备方法。

背景技术

多种工业过程如石油、化工、制药、橡胶和喷涂等行业的生产过程，以及油品的储存、运输和使用等过程中会产生有机气体(volatileorganic compounds，简称VOCs)，其中包括脂肪族碳氢化合物、芳香族碳氢化合物和卤代烃类等。VOCs不仅种类繁多，而且数量惊人，如直接排入大气中，不仅浪费资源，还会造成环境污染、生态平衡破坏和危害人类健康，而且由于大部分有机气体易燃易爆，生产过程也存在不安全性，因此研究有机气体的净化回收很有意义。

气体膜分离技术是以膜两侧的气体压差为推动力，利用不同气体在膜中渗透速率的差异，使不同气体在膜两侧富集实现分离的过程。它是本世纪开发的一类较为成熟的膜分离技术，由于它具有分离效率高、能耗低、设备简单、操作方便、占地面积小和不产生二次污染等特点，使得气体膜分离技术成为深冷分离、吸收和变压吸附等传统VOCs净化回收方法的强有力竟争者。

理想的有机气体分离膜要求渗透速率大，分离系数高，经久耐用，耐溶剂性好和价格低廉。气体分离膜材料是决定有机气体分离膜性能的关键，聚二甲基硅氧烷(PDMS)从结构上看属半无机、半有机结构的高分子，具有许多独特性能，是目前发现的气体渗透性能最好的高分子膜材料之一。

但是由于聚二甲基硅氧烷分子链间的内聚能密度较小，分离系数较低，而且超薄化困难，通常作为涂层制备成复合膜用于有机气体分离。在这种膜中，一个薄的致密皮层复合在多孔底膜上，致密皮层和多孔底膜是由不同的(聚合物)材料制成的，其优点在于可以分别选用适当的皮层和多孔底膜使之在选择性、渗透性、化学和热稳定性等几方面得到最优的膜性能。聚醚酰亚胺(PEI)是一类具有优良综合性能的聚合物膜材料，在膜应用上有较多的优势：具有良好的热稳定性能、耐溶剂性能，不受大多数碳氢化合物的影响；能耐无机酸、盐溶液以及稀碱(PH9)的腐蚀。聚醚酰亚胺制成的底膜孔径较小，使硅橡胶涂层不易发生孔渗现象，同时支撑层阻力较小，具有良好的气体渗透性能。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于有机气体净化回收的PDMS/PEI平板多层复合膜及其制备方法，所制备的膜一方面具有性能优异的有机可凝气体渗透效果，在有机气体净化回收中表现较高的选择透过性，提高了膜的分离性能，另一方面也弥补了PDMS有机气体分离膜不易耐受有机蒸气溶胀作用的缺陷。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种平板多层复合膜，具有对称结构：中间为聚酯无纺布支撑层，聚酯无纺布支撑层的两侧为PEI多孔基底层，聚酯无纺布支撑层两侧的PEI多孔基底层上均覆盖有PDMS分离层。

一种两侧均可刮膜的刮刀，包括平行排列的两个刮膜刀片1和两个刀片间距调节螺杆2；所述刀片间距调节螺杆2固定连接于两个刮膜刀片1的两端。

上述平板多层复合膜的制备方法，应用上述刮刀，具体制备过程为：

步骤1、双层PEI多孔基底膜的制备：

将聚醚酰亚胺膜材料溶于有机溶剂中，搅拌一段时间，过滤、抽真空脱泡得铸膜液；然后将聚酯无纺布浸渍于铸膜液中一段时间；