[发明专利]一种聚酰胺复合膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种聚酰胺复合膜，其特征在于：包括复合膜本体，所述复合膜本体包括依次设置的无纺布、多孔支撑层以及聚酰胺层；所述聚酰胺层由多元胺溶液与多元酰氯溶液通过界面聚合反应而制成，其中所述多元胺为具有星型分子结构的多胺。采用具有星型分子结构的多胺具有以下几个优点：a、在界面聚合时容易形成更多的交联结构，使得初生态膜结构更加致密；b、分子量和分子尺寸较大，在反应的过程中更加难以穿过初生态膜与均苯三甲酰氯继续反应，形成的功能层更薄；c、在后续与均苯三甲酰氯界面聚合时，不会改变原有碳骨架，对膜性能造成破坏。本发明还公开一种聚酰胺复合膜的制备方法，具有工艺精简、工艺参数易控制且质量好等特点。

技术领域

本发明涉及膜技术领域，特别地，涉及一种聚酰胺复合膜及其制备方法。

背景技术

聚酰胺复合膜作为应用最为广泛的复合膜品种，其结构是在无纺布聚砜支撑层上通过界面聚合反应(界面聚合反应指：在两种互不相溶，分别溶解有两种单体的溶液的界面上或界面有机相一侧进行的缩聚反应)形成一层聚酰胺分离层(例如US5160619，CN1724130A等)。聚酰胺复合膜具有截留率高，通量较大，化学稳定性优良，pH值范围宽(4-11)，操作压力要求低等优点。水通量是聚酰胺复合膜最重要的性能参数之一，水通量越高，意味着处理同量液体的能耗越低。虽然目前大型水处理装置的能量利用率在不断提高，但是仍然有将近一半的成本是受制于所消耗的电能，从提高生产效率和降低设备操作费用上来看，通过降低能量消耗来控制成本至关重要。

影响聚酰胺复合膜性能的因素主要为膜材料的厚度和化学组成、膜表面形貌和聚酰胺分子链结构。目前，膜性能改善主要从以上几个方面出发，在界面过程中对各制膜因素进行改进，以提升聚酰胺复合膜性能。

聚酰胺复合膜活性分离层的厚度和致密程度决定着复合膜性能，活性分离层越致密，对水分子的阻力越大，对盐离子的截留能力越强。反之，活性分离层越疏松，对水分子的阻力越小，对盐离子截留率越低；皮层厚度的改变也会对膜性能产生影响，有研究表明皮层厚度和通量成反比，降低分离皮层厚度，使传质阻力降低，是提升膜通量的一种有效方法。

为了提高聚酰胺复合膜水通量，研究人员在水相和油相反应溶液中加入不同的亲水性小分子添加剂，促进多元酰氯的水解从而形成疏松的活性分离层，例如：US5254261和US6171497通过在多元胺水溶液中加入胺盐和异丙醇来提高复合膜的水通量。但是，在聚酰胺复合膜中，这些传统添加剂的少量添加，对膜性能的提升效果并不明显，而添加量太大则会影响水油相溶液的稳定性，导致膜性能急剧下降。

因此，设计一种在具有较高截留率的同时又具有很高产水量的聚酰胺复合膜具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种既能保证优异截留率又具有大通量的聚酰胺复合膜，具体技术方案如下：

一种聚酰胺复合膜，包括复合膜本体，所述复合膜本体包括依次设置的无纺布、多孔支撑层以及聚酰胺层；

所述聚酰胺层由多元胺溶液与多元酰氯溶液通过界面聚合反应而制成，其中所述多元胺为具有星型分子结构的多胺。

以上技术方案中优选的，所述多胺为均苯三甲酰-苯胺，所述均苯三甲酰-苯胺为均苯三甲酰-间苯二胺、均苯三甲酰-邻苯二胺、均苯三甲酰-对苯二胺、均苯三甲酰-均苯三胺以及均苯三甲酰-邻对苯三胺中的至少一种；

多元胺在多元胺溶液中的总重量浓度为0.01％-40％。

以上技术方案中优选的，所述均苯三甲酰-苯胺在常温下为白色针状结晶或黄色结晶，溶于乙醇、水、氯仿、丙酮和二甲基酰胺，微溶于醚和四氯化碳，难溶于苯、甲苯和丁醇，在空气中不稳定，易变成淡红色；

多元胺在多元胺溶液中的总重量浓度为1％-5％。