[发明专利]一种两亲性聚合物改性超滤膜的制备方法

说明书

本发明公开一种两亲性聚合物改性超滤膜的制备方法，属于膜分离技术领域，具体方案如下：一、通过缩合聚合方法将对苯二甲酰氯，3,3’‑二甲基‑4,4’‑二氨基二苯甲烷和N,N‑二甲基‑1,3‑二氨基丙烷共同溶解于二甲基甲酰胺和三乙胺的混合溶液中，低温共聚，制备聚酰胺聚合物，二、将聚酰胺聚合物与1,3‑丙磺酸内酯反应，得到两亲性的两性离子聚酰胺，三、将两亲性的两性离子聚酰胺与聚砜共混得到铸膜液，利用非溶剂诱导相转化法制备超滤膜。在有机溶剂的铸膜液中，两亲性聚合物中疏水聚酰胺链段与聚砜极性相似，增加了其相溶性。在水相中，两亲性聚合物中亲水链段在膜表面富集，起到防污功效。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，具体涉及一种两亲性聚合物改性超滤膜的制备方法。

背景技术

膜分离技术具有高效、操作方便、不污染环境、低能耗等突出优点，已广泛应用于水资源、环境、食品及生物医药等领域。膜材料总体可分为两类，即高分子膜材料和无机膜材料，其中应用最广泛的为高分子膜材料。高分子聚合物膜材料的优点包括耐热性好、抗化学腐蚀、机械性能优异和较好的成膜性等。然而，在实际应用中，产生的膜污染会降低膜的过滤性能，而且由于膜的清洗和更换，提高了膜技术的应用成本，极大地限制了膜在各领域中的应用。因此，膜污染是目前迫切需要解决的问题。

共混改性方法是目前研究最多、最简单的一种方法，共混改性是将亲水性物质通过与膜材料共混制备亲水改性聚合物膜。共混改性方法因制备工艺简单、成本低廉且无需复杂的设备和后处理过程，最容易实现工业化生产。共混改性成功的关键是亲水改性添加剂材料的选择和制备。工业上多采用亲水的聚乙二醇(PEG)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为致孔材料和亲水添加剂，通过相转化法制备成膜，可以提高膜的通量和抗污染性能。然而，上述两种亲水材料由于其为水溶性聚合物，在保存和使用过程中，会逐渐流失，难以起到长久防污的目的。本发明针对以上难题，合成了一种两亲性聚合物，既能防止其在使用过程中流失，又可以起到亲水防污的功效，具有重要的应用前景和意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种具有高通量和防污性能的两亲性聚合物改性超滤膜的制备方法。该方法制备的复合超滤膜不仅具有较高的通量，还具有高效的防污性能，对超滤膜的工业化生产具有重要的意义。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种两亲性聚合物改性超滤膜的制备方法，所述两亲性聚合物的合成路线如下：

进一步的，两亲性聚合物中，15≤n≤25。

一种两亲性聚合物改性超滤膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将0.4-1.6g两亲性聚合物溶于15.4-16.6g N-甲基吡咯烷酮NMP中，超声至两亲性聚合物完全溶解，得到混合液B，将2-4g的聚砜加入到混合液B中，60-90℃下搅拌24-48h；然后，在60-90℃下恒温静置脱泡24-48h得到铸膜液；

步骤二、将配制好的铸膜液倒在干净的玻璃板上，进行刮膜；将刮完后得到的液膜在空气中停滞30-60s，放入16-20℃的超纯水凝固浴中固化成膜；最后将从玻璃板上脱落下来的超滤膜放在超纯水中浸泡24-48h以消除膜中残余的N-甲基吡咯烷酮NMP溶剂得到两亲性聚合物改性超滤膜。

进一步的。所述两亲性聚合物的合成方法包括以下步骤：

步骤1、将3.05-5.07g对苯二甲酰氯、1.48-2.55g 3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷和0.21-0.42gN,N-二甲基-1,3-二氨基丙烷共同溶解于二甲基甲酰胺和三乙胺的混合液A中，在0-15℃反应12-24h聚合得到混合体系；

步骤2、将混合体系倒入去离子水中析出沉淀物，过滤，将沉淀物水洗3-6次后，200-250℃下真空干燥时间12-24h，制备链段可控的聚酰胺聚合物；