[发明专利]一种甲壳素纳米晶复合聚砜中空纤维膜及其制备方法有效
申请号: | 201611091816.5 | 申请日: | 2016-12-01 |
公开(公告)号: | CN106582308B | 公开(公告)日: | 2019-07-05 |
发明(设计)人: | 胡梦欣;叶建荣;沈立强 | 申请(专利权)人: | 沁园集团股份有限公司 |
主分类号: | B01D69/08 | 分类号: | B01D69/08;B01D69/02;B01D67/00;B01D71/68 |
代理公司: | 杭州杭诚专利事务所有限公司 33109 | 代理人: | 尉伟敏;赵越剑 |
地址: | 315336 浙江省宁波市慈溪市*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 甲壳素 纳米 复合 中空 纤维 及其 制备 方法 | ||
本发明公开了一种甲壳素纳米晶复合聚砜中空纤维膜及其制备方法,采用浸没沉淀相转化法,将铸膜液和芯液经环状纺丝头共挤出形成管状液膜,管状液膜经凝固浴固化而得;所述铸膜液按质量百分比计由以下组分混合制成:聚砜12‑30%,甲壳素纳米晶0.1‑7%,磺化聚砜0.5‑7%,有机溶剂余量。本发明制备的甲壳素纳米晶复合聚砜中空纤维膜具有高强度以及良好的亲水性和抗菌性。
技术领域
本发明涉及分离膜技术领域,特别涉及一种甲壳素纳米晶复合聚砜中空纤维膜及其制备方法。
背景技术
聚砜膜具有优良的热稳定性和化学稳定性,广泛应用于血液透析、海水淡化和水处理等领域。铸膜液体系的组成和成膜条件是决定聚砜膜结构和性能的重要因素,因此,通过调控铸膜液浓度、组成,凝固浴组成、温度,空气间隙和流速等,可以制备不同物理结构和性能的聚砜膜。但是,聚砜是一种高疏水性的聚合物材料,因此,聚砜膜的亲水性较差,导致聚砜膜用于水体系的分离时,该分离膜易受污染,膜的性能和使用寿命受到影响。
改善聚砜膜的亲水性成为提高聚砜膜抗污染性能的重要措施,其中,采用共混亲水性添加剂的共混法是目前使用最多最有效的亲水性聚砜膜制备方法。例如,申请号为201410744351.3的中国专利文献公开了一种聚砜中空纤维膜的制备方法,铸膜液中添加聚乙二醇,且聚砜、聚乙二醇和二甲基乙酰胺的质量比为20/35/45,通过对制备过程中工艺及参数的优化,得到聚砜中空纤维膜。中国专利CN1158273A和日本专利JP-A-300633/1993等公开了以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂制备亲水性聚砜膜的方法。高分子量或高含量的聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮可提高铸膜液体系的黏度,获得海绵孔结构的聚砜膜,但也存在膜表面质量差、强度低以及制膜困难等缺点,使得其工业化生产受到限制。因此,制备具有高强度的亲水性聚砜膜具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种甲壳素纳米晶复合聚砜中空纤维膜,具有良好的机械强度以及良好的亲水性能和抗菌性能。
本发明还提供了上述甲壳素纳米晶复合聚砜中空纤维膜的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种甲壳素纳米晶复合聚砜中空纤维膜,采用浸没沉淀相转化法,将铸膜液和芯液共挤出形成管状液膜,管状液膜经凝固浴固化而得;所述铸膜液按质量百分比计由以下组分混合制成:聚砜12-30%,甲壳素纳米晶0.1-7%,磺化聚砜0.5-7%,有机溶剂余量。
芯液用于形成中空结构,同时调节膜内表面孔结构,提高膜的分离性能。
优选的,所述铸膜液按质量百分比计由以下组分混合制成:聚砜14-25%,甲壳素纳米晶1-7%,磺化聚砜2-7%,有机溶剂余量。更优选的,所述铸膜液按质量百分比计由以下组分混合制成:聚砜14-20%,甲壳素纳米晶2-7%,磺化聚砜3-7%,有机溶剂余量。本发明通过调节铸膜液各原料的比例,可显著调节膜结构和性能。
所述磺化聚砜的磺化度为10-60%,更优选为25-50%。本发明通过调节磺化聚砜的磺化度,改善甲壳素纳米晶与聚砜的相容性。
与现有技术相比,本发明以甲壳素纳米晶作为聚砜膜的增强剂和抗菌改性剂,同时改善聚砜膜的机械性能和抗菌性;基于磺化聚砜的磺酸基与甲壳素纳米晶的氨基之间的静电相互作用,以磺化聚砜为甲壳素纳米晶的分散剂和聚砜膜的亲水改性剂,改善亲水甲壳素纳米晶和疏水聚砜之间的界面相容性以及聚砜膜的亲水性,从而使制备的甲壳素纳米晶复合聚砜中空纤维膜具有优异的机械强度、良好的亲水性能和抗菌性能。本发明提供的制备方法工艺简单,操作方便。
作为优选,所述芯液由有机溶剂:水=1:1-1:10的体积比混合而成。进一步地,所述芯液由有机溶剂:水=1:1-1:8的体积比混合而成,更进一步地,所述芯液由有机溶剂:水=1:1-1:5的体积比混合而成。
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