[发明专利]一种大通量抗污染聚氯乙烯超滤膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种大通量抗污染聚氯乙烯超滤膜及其制备方法，制备方法为：将聚合物与有机溶剂混合，先在氮气保护下加热活化，后加入双亲性嵌段共聚物继续搅拌,使聚合物与双亲性嵌段共聚物完全溶解，最终静置脱泡，得铸膜液；将无机盐溶解于去离子水中，得到凝固浴；将铸膜液倾倒于玻璃平板之上，用刮刀刮平，将带有铸膜液的玻璃平板浸没于凝固浴中，待凝胶化后取出，得到一种大通量抗污染聚氯乙烯超滤膜；聚合物为重均分子量为50000～120000的聚氯乙烯，本发明涉及的聚氯乙烯超滤膜兼具大通量和强抗污染性能，本发明的方法简单可靠、成本低廉、适用于大规模工业生产制备。

技术领域

本发明涉及一种高性能超滤膜材料及其制备方法，特别是涉及一种大通量抗污染超滤膜及其制备方法。

背景技术

随着我国经济的不断发展，工农业生产所带来的环境污染使得许多地区的水资源受到了不同程度的污染。鉴于目前我国水源水质不佳的国情，以膜分离技术为核心的净水技术显示出了其独特的优势。其中，超滤(Ultrafiltration,UF)技术已逐渐成为了未来饮用水深度处理技术的发展方向，被很多学者称为“第三代城市饮用水净化工艺”的核心和优选技术。然而，在超滤技术的推广过程中，膜分离效率始终是限制其快速发展的关键因素。首先，作为一种单级分离屏障，膜材料自身阻力及分离精度是影响系统能耗和出水水质安全的核心问题。因此，在不增加膜孔孔径尺寸条件下，如何提高膜材料表面孔隙率和孔密度是实现系统分离效率提升、单位能耗下降的关键所在。其次，膜污染也是伴随超滤技术发展的瓶颈性问题，由于膜材料主体聚合物大多为疏水性材料，其对水中污染物的吸附以及污染物膜面沉积均会显著降低膜通量，进而增加系统能耗。因此，如何提升膜材料表面亲水性被普遍认为是实现膜抗污染能力提升的重要方法。

亲水聚合物共混改性是目前应用最广，也是最为简单的膜材料改性方法之一。该方法通常用于相分离法制备超滤膜材料，只需将亲水性聚合物溶解于聚合物溶液，便可在相分离过程中通过表面张力的变化向膜材料表面引入亲水聚合物，从而提高其表面孔隙率和亲水性。其中，由于双亲性嵌段共聚物所含疏水链段能够与主体聚合物之间产生疏水作用力，提升其与聚合物的相容性，因此其在膜材料改性方面的潜力正在受到人们的重视。然而，由于双亲性嵌段共聚物所含链段极性差异较大，其分子形态受溶液离子强度影响显著，因此膜材料成型过程中凝固浴条件能够明显改变其极性分布和团聚行为，进而影响膜材料固化条件。但是，在目前膜材料改性研究中，双亲性嵌段共聚物与凝固浴条件之间的协同研究鲜有报道，制约了其在膜改性领域的应用前景。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种适用于饮用水处理的大通量抗污染聚氯乙烯超滤膜。

本发明的第二个目的是提供一种大通量抗污染聚氯乙烯超滤膜的制备方法。

本发明的技术方案概述如下：

一种大通量抗污染聚氯乙烯超滤膜制备方法，包括如下步骤：

(1)将聚合物与有机溶剂混合，先在氮气保护下加热至50-90℃活化1-2小时，再在50-80℃、转速为400-600rpm的条件下搅拌2-4小时，加入双亲性嵌段共聚物继续搅拌,使聚合物与双亲性嵌段共聚物完全溶解，在30-40℃静置脱泡2-8小时，得到铸膜液；所述聚合物、有机溶剂、双亲性嵌段共聚物质量比为(20-25):(68.8-74):(4.5-7.2)；

(2)将无机盐溶解于15-35℃的去离子水中，使无机盐浓度为20-800g/L，得到凝固浴；

(3)将所述铸膜液倾倒于玻璃平板之上，用间隙高度为150-220μm的刮刀刮平，将带有铸膜液的玻璃平板浸没于凝固浴中，凝胶化后取出，得到一种大通量抗污染聚氯乙烯超滤膜；

聚合物优选重均分子量为50000～120000的聚氯乙烯。

有机溶剂优选为二甲基甲酰胺(DMF)，二甲基乙酰胺(DMAC)，N-甲基吡咯烷酮(NMP)和二甲基亚砜(DMSO)中至少一种。