[发明专利]一种含聚醚两亲聚合物/PVDF共混膜的制备方法

说明书

本发明提供了一种含聚醚两亲聚合物/PVDF共混膜的制备方法。具体而言，首先将端胺基聚醚接枝到聚苯乙烯/马来酸酐(SMA)上，制得聚醚接枝SMA两亲聚合物；然后将聚醚接枝SMA两亲聚合物与聚偏氟乙烯(PVDF)共混配制铸膜液，采用非溶剂致相转化法制备含聚醚两亲聚合物/PVDF共混膜。由于膜表面和膜孔壁具有聚醚基团，使膜表现出良好的亲水性和水下超疏油特性，同时膜表面的聚醚具有破乳功能，从而可用于采油污水的破乳和油水分离。

技术领域

本发明属于功能高分子膜分离技术领域，特别涉及一种含聚醚两亲聚合物/PVDF共混膜的制备方法。

背景技术

随着石油化工、制药、冶金、食品加工业的快速发展，产生了大量含油污水，对人类生活和自然环境构成了巨大的挑战。其中，我国石油采出液含水率越来越高，部分油田采出液含水率超过95％，给采油污水处理带来巨大挑战，甚至影响到油田的正常生产。

由于采油污水矿化度高，通常含有活性剂、聚合物等驱油剂，以及含有一定浓度的原油，形成水包油乳状液。常规处理采油污水的方法包括重力沉淀法、吸附法、化学法等。重力沉淀法是利用油水之间互不相容的原理处理采油污水。该方法所需沉降时间长，设备庞大。吸附法是利用吸附剂(亲油材料)对污水中的油进行吸附来实现油水分离，吸附剂的处置及再生是吸附法当前面临的主要问题。化学法则是采油污水处理最主要也是最成熟的方法，所用的化学药剂主要是反相破乳剂+絮凝剂。反相破乳剂通常为带正电荷的聚合物活性剂，其可通过电中和破坏油水界面膜，实现水包油乳状液的破乳，并进一步在絮凝剂(聚合氯化铝、聚合氯化铁等)的作用下实现油(实际为絮凝物)水分离。尽管反相破乳+絮凝技术能够较为彻底的去除采油污水中的悬浮物和乳化油，然而近年的实践证明其实际效果并不如人意。这是因为采油污水中含有悬浮物、乳化油以及残留的驱油聚合物(部分水解聚丙烯酰胺，HPAM)。它们均带负电，与阳离子反相破乳剂和絮凝剂作用后，裹携原油形成复杂的含聚油泥，沉积在采油污水处理罐底或造成管线及过滤器堵塞。不仅影响油田正常生产，而且从罐底和管线中清除出的大量含聚油泥还会造成环境污染。

膜分离是20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离为物理过程，具有能耗低、分离效率高、工艺简单等优点，因而近年被引入油水分离领域。如中国发明CN102698471A申请公布了利用聚乳酸制备多孔膜，然后对其进行改性从而获得具有疏水性能的可降解油水分离膜，该材料虽然表现出较强的疏水性能，但由于聚合物自身力学性能较差的缘故，导致其承压能力不高，限制了其应用。CN103961905A专利公开了一种成本低廉并且油水分离效率高的超疏水亲油油水分离网膜的制备方法。该发明通过采用成本低廉的无机物作为部分原料，采用较温和的制备工艺，以溶胶法在金属网上形成纳米级的乳突状结构，并利用低能有机修饰剂对构筑的纳米二氧化硅进行改性，制备了超疏水亲油油水分离网膜，但由于网膜的孔径较大，该材料仅能分离不混溶的油水混合物，对油水乳液无分离效果。CN109316981B专利公开了一种具有破乳功能的超亲水聚合物膜的制备方法。以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯(PP)或聚四氟乙烯(PTFE)为基膜材料与苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)共混配制铸膜液，采用非溶剂致相转化法制备PVDF/SMA超滤膜，利用膜的酸酐与超支化聚醚破乳剂端羟基之间的化学反应将超支化聚醚破乳剂接枝到聚合物膜，该膜可实现高效的油水分离，但因破乳剂与基膜通过酯基键合，无法应用于碱性的采油污水处理。此外，渗透通量低和抗原油污染性差是当前膜分离技术在含油污水工业化处理中的瓶颈。

众所周知，聚醚类物质通常可以作为石油采出液的破乳剂，聚醚链段可以在油水界面上吸附，破坏乳状液的界面膜的稳定性，使乳状液破乳。