[其他]复合膜

说明书

本发明是关于适用于可逆渗透方法（如水溶液的脱盐作用）的复合膜。

特别是本发明关系到多层膜，其中一层是由亚苯基、环己烷-1，3，5-三羰酰胺聚合而成，另一层是微孔性的支撑层。

选择性渗透膜适用于水溶液的脱盐作用，这是很多专利的课题。理杏特等人美国专利3，567，632揭示渗透膜是由有机的氮连接芳族的聚合物制取。卡多特美国专利4，277，344揭示选择性多层渗透膜，其中一层是微孔性的聚砜基质层，另一层是并列的聚酰胺层，它们是由芳香三元酸卤化物和芳香二酰胺制取。斯卡拉等人的美国专利3，744，642揭示多层渗透膜其中一层是多孔性的基质而其并列层是聚酰胺，聚苯酯或聚氨磺酰。维兰德等人的美国专利3，649，687揭示在交联剂生产中使用的1，3，5-环己烷三羰酰氯是1，3，5-环己烷三异氰酯。哈拉等人的美国专利4，353，802揭示半渗透性的复合膜其薄膜的材料是用具有聚合机能的芳香酰基卤交联而成。

现在已发现有很好选择性的脱盐作用的渗透膜可以用多孔性的基质和间亚苯基-环己烷-1，3，5-三羧基酰胺聚合物来制取。

本发明的多层渗透膜包含一微孔性的支撑层和一层由亚苯基，环己烷和1，3，5-三羧基酰胺聚合而成的重叠层。理想实施例中微孔性基质是聚砜，其孔径大小为：直径小于约20毫微米。

环己烷-1，3，5-三羧酸如同两个几何异构体：顺式和反式（参阅Alfred    Steitz，Jr.，J.Organic    Chem.33，7，2978-9（1968）。

这是两种性质截然不同的有机化合物，但只要在高温（240℃）下延长加热时间（24小时）或用一些适当的化学反应便可使他们互相转换。这两种异构物形式也存在于相应的酰基氯和酰胺，包括聚酰胺。

制备本发明薄膜状一种便利方法是用界面缩聚作用，也就是把聚基质和间苯二胺溶液接触，然后，把聚砜基质和1，3，5-环己烷之羰酰氯溶液接触。使用的三羰酰氯可能是顺式，反式或它们的混合式。由于反应是扩散控制和自动限制，所以此方法可产出非常薄的膜。

本发明的渗透膜中，微孔性基质通常约为0.5至5密耳（千分之一吋）厚而聚酰胺层通常约为20至200毫微米厚。

刊载于美国专利4，277，344的卡多特的方法，说明制备这种类型的复合渗透膜所需条件。这方法包括基本的几个步骤：

制备直径小于20nm，微孔性基质，可用聚砜及其15%二甲基酰胺溶液浇铸并立即于水中冷却以沉淀聚砜及提取溶剂。

用1-10%，更可取的为2-4%浓度的二胺水溶液加于基质（干的，贮存的或鲜湿的）之上，过剩的溶液可用排冰、滚压或海绵等方法移去。在最后的并合工作中，二胺的浓度是一个重要的因素。

如果让浇铸的聚砜在含有0.1-10%（重量百分比），较好是0.5-5%（重量百分比）而最好是1-3%（重量百分比）的水溶液中冷却，而产生的复合渗透膜比之用两步水溶液冷却接着用上述载以二胺的方法更具优越性。

负载基质在室温下浸渍于含有环己烷-1，3，5-三羰酰氯（顺式，反式或混合的）溶液的FreonTF液态氯氟烃或己烷或其混和物（此溶剂对聚砜基质的多孔结构没有不良影响）5-90秒，较好是15-35秒。聚酰胺的形成引起原来有光泽的基质变为暗淡的颜色。起动的环己烷，三羰酰氯单体的原来顺式/反式比例相信是保留在最后的聚酰胺中。

最后的并合是在20-100℃，50-70℃则更好，烘干5-180秒，15-60秒则更好，使聚酰胺表面固定的粘附在聚砜基质上。

残馀的二胺及反应的副产物则浸于水然后提取。

实例

例子中所示测试结果均在800psi压力下操作17个小时以后取得。除非有别的说明，所有渗透性能测试均在室温和1000psi下，将每升含32-33克的氯化钠置于磁搅拌渗透池中测得。测试结果表示为受抑NaCl分数（R）而Kw是在每秒每万亿帕斯卡下表的读数单位。

R＝1 (C_p)/(C_f)

这里C_p是NaCl渗透的浓度

C_f是NaCl的进料浓度

Kw＝ (助溶剂)/(有效压力（m·s^-1.TPa,^-1))

这里，助熔剂是指其通过渗透膜的流速

而有效压力＝进给压力减反渗透压力

实例1-8