[发明专利]耐氧化聚酯复合膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种耐氧化聚酯复合膜及其制备方法，该复合膜由多孔基膜和界面聚合反应形成的聚酯复合层组成。本发明耐氧化聚酯复合膜，解决了现有技术中聚酰胺复合膜不耐氧化的缺点，所制备的聚酯复合膜可以广泛用于水处理和物料分离，具有广阔的市场前景。本发明的制备方法，可以利用已有的生产设备进行工业化生产。

技术领域

本发明属于复合膜材料技术领域，具体涉及耐氧化聚酯复合膜及其制备方法。

背景技术

膜分离技术是一项新型高效分离技术，具有在常温下操作，营养成分损失少、设备简单、操作方便、无相变、不产生化学变化、选择性强、分离效率高和节省能源等优点。按照膜孔径的大小，膜分离技术可以进一步细分为微滤、超滤、纳滤、反渗透技术等。

复合法是目前最广泛也是最有效的制备反渗透膜和纳滤膜的方法，该方法是在多孔基膜上复合一层或多层具有纳米孔径的超薄功能层，复合膜的优点是可以选取不同的材料制取基膜和复合层，使它们的性能分别达到最优化，其中超薄功能层可以实现理想的选择透过性，多孔基膜可以达到最佳的强度和耐压密性。复合法也是生产商业化反渗透膜和纳滤膜品种最多,产量最大的方法。

现有反渗透膜和纳滤膜复合膜的制备一般通过多元胺和多元酰氯进行界面聚合形成约100-200纳米厚的聚酰胺功能层。在实际使用中，经常需要在水中或物料中添加氧化剂例如次氯酸钠、双氧水等达到杀菌消毒的目的。而聚酰胺的化学特性决定了这种材料不耐氧化，很低浓度的有效氯就会破坏聚酰胺复合膜的性能，让膜在很短的时间失去脱盐率，商业化聚酰胺反渗透膜和纳滤膜要求氧化剂有效氯的浓度必须控制在1ppm以下。这就要求严格控制进料游离余氯的浓度，对预处理提出了很高的要求，导致运行成本增加。总之，不耐氧化是聚酰胺复合膜的主要缺点。

现有技术如中国专利申请CN100478056C公开了一种耐氧化复合反渗透膜，具体公开了其包括无纺布层和聚砜支撑层，其特点是：在聚砜支撑层上有一个用多元胺与改性多酰氯溶液、或用多元胺与均苯三甲酰氯和改性多酰氯构成的酰基氯有机溶液制备的聚酰胺层。本发明通过在聚砜支撑层上制备一个改性的聚酰胺层，提高了反渗透膜的耐氧化性能和抗有机污染的性能，延长了反渗透膜的使用寿命。该专利申请的复合层材料为改性聚酰胺，虽然改性聚酰胺的耐氧化性能很可能比普通聚酰胺有所提高，但是聚酰胺材料不耐氧化的基本特性不会变，因此这个技术方案没有解决根本问题。

另一个中国专利申请CN102512982B公开了一种抗菌耐氧化复合反渗透膜，具体公开了其包括无纺布层、多孔支撑层和在多孔支撑层上的聚酰胺高分子脱盐层，其特点是：(1)将高分子脱盐层在甲醛溶液中浸泡处理，取出后用纯水洗涤；(2)将上述处理的高分子脱盐层在含羟甲基乙内酰脲，或羟甲基亚乙基脲，或羟甲基恶唑烷酮的溶液中浸泡处理，然后烘干；(3)将上述处理的高分子脱盐层在含活性氯的溶液中浸泡处理，取出后用纯水洗涤，得到抗菌耐氧化复合反渗透膜。该专利的原理是在聚酰胺高分子脱盐层进行表面修饰达到耐氧化的目的。但是聚酰胺材料本身没有变化，因此耐氧化性能的改善也是有限的。

中国专利申请CN107837689A公开了一种具有超薄分离层的复合纳滤膜制备方法，具体公开了以聚砜微孔膜为基膜、多元醇大分子为水相单体、均苯三甲酰氯为有机相单体，通过界面聚合制备分离层较薄的聚酯分离膜，并辅以化学交联进一步提高聚酯分离层网络结构的交联度获得更高脱除率的复合纳滤膜。该专利公开的技术方案利用多元醇大分子为水相单体，通过其特定界面聚合反应条件，从而制得较薄的分离层并且具有较高脱除率的纳滤膜。其选用的多元醇大分子为聚乙烯醇、海藻酸钠、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、木质素磺酸钠等中的一种或多种，这些多元醇本身属于化学反应活性很低的反应物，该专利没有使用活化剂或催化剂等提高多元醇的反应活性，所以与均苯三甲酰氯发生聚合反应时交联度很低，因此可以预见，所形成的分离层的耐氧化性能不佳。