[发明专利]聚砜-钛微孔体复合超滤膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种以聚砜为成膜材料，以钛微孔体为背衬基质的聚砜-钛微孔体复合超滤膜的制备方法。

聚砜是一种具有突出耐温性能(可在-50～150℃条件下长期使用)，耐酸碱和脂肪烃溶剂，能抗微生物侵蚀，机械强度高等优异性能的新型工程塑料，因此，自1975年以来，聚砜被越来越广泛地用作超滤膜的制膜材料。日本西村正人等于1977年在“高分子论文集”〔日〕VoL.34，No.10，713-718，发表聚砜超滤膜的研制报告，其以N-甲基-2-吡唑啉酮为溶济，溶解15％左右聚砜成为铸膜液制成厚约0.1～0.3mm，对细胞色素C截留率49.1％，对PEG(MW＝20,000)截留率97.2％，对血红蛋白截留率98.2％的超滤膜。我国“膜科学与技术”VoL.6，No.3，(1986)发表了以甲基乙酰胺为溶剂，以聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮作为添加剂，制备厚约0.2mm，对细胞色素C截留率90％以上的聚砜超滤膜。

目前国内外研制常规超滤膜一般采用所谓Loeb-Sourarajan型制膜方法，即通过铸膜液配制、刮膜、蒸发、凝胶等步骤，制得具有致密的表皮层和疏松的大孔支撑层的非对称结构膜。使用时为承受操作压力的需要，一般将膜附着或直接刮制在塑料烧结微孔管、棒等支撑体上。由于聚砜具有较优异的理化性能，塑料烧结微孔体成本低，目前这种超滤膜已在印染废水处理、电影洗印液回收等多个领域中应用。

常规超滤膜由于具有较厚的疏松的大孔支撑层，在加压操作下膜容易被压实，亦易被过滤介质所污染，使膜通量下降。而这类膜一旦被污染后清洗较困难，一般不能进行反冲清洗。在高速流体冲刷下膜易被撕裂剥离。这些都使膜的使用寿命缩短。虽然聚砜具有优异的导热性能，但塑料烧结微孔支撑体在高温时强度下降使这类膜不适于在较高温度下操作。另外，塑料微孔体可能释放出游离有害成份，阻碍了这类聚砜超滤膜在医药、食品、卫生等行业的应用。

西北大学的前期发明专利“醋酸纤维素复合钛微孔体超滤膜及其制备方法”(申请号：86102672)使醋酸纤维素超滤膜性能有了多层次的提高，在应用领域取得满意效果。因为聚砜在耐酸碱、耐温性能，耐烃类溶剂、耐微生物侵蚀等方面具有更优异的性能，所以本发明使复合膜的应用领域由常温扩大到高温，中性介质扩大到酸碱介质和脂肪烃溶剂体系。

本发明的目的在于综合聚砜和钛微孔体耐温、耐腐蚀、强度高、无毒害等优点，制备一种以聚砜膜为截留表皮层，以钛微孔体为支撑层的管式复合超滤膜，改善聚砜超滤膜的性能，扩大其应用领域。

本发明的详细内容是：将特性粘度0.55—0.65的聚砜树脂在120℃烘干4—6小时，将烘干的聚砜树脂溶解于二甲基甲酰胺溶剂中，再加入乙二醇单甲醚和丁酮(甲基乙基甲酮)两种添加剂，配成铸膜液。铸膜液的重量百分组成为含聚砜6—16％，含添加剂5—12％，其余为溶剂，丁酮与乙二醇单甲醚重量比为2∶5—5∶2。在一定条件下用刮膜器将铸膜液均匀刮在钛微孔管上，刮膜后在蒸发设备中于水平旋转状态下蒸发5—10秒后依上法再刮膜一次，然后再于蒸发设备中水平旋转蒸发30—60秒，(大孔超滤膜则一般只需刮膜一次)，蒸发温度为40—70℃，相对湿度40—60％。蒸发结束后放入凝胶池中凝胶而成膜，凝胶介质为含乙醇0—60％(体积百分数)的水溶液，温度为20—30℃，凝胶时间为2小时。

本发明的具体实施步骤为：

1、配制铸膜液：将特性粘度为0.55—0.65聚砜树脂在120℃下干燥4—6小时，按一定比例加入到溶剂二甲基甲酰胺中静置溶解(保持30℃)，溶解后加入一定量的添加剂再静置溶解，脱泡(保持30℃)，铸膜液的重量组成为：含聚砜6—16％，含添加剂5—12％，其余为溶剂浓度。添加剂为丁酮和乙二醇单甲醚，丁酮与乙二醇单甲醚重量比为2∶5—5∶2。配好的铸膜液中不得有肉眼可见不溶悬浮物和气泡。

2、将干净的增塑挤微孔钛管或粉末轧制微孔钛焊管烘干。

3、刮膜和蒸发：将铸膜液倒入干燥的括膜筒中，将钛微孔管水平放入括膜简中不断旋转使微孔管外表(面)同时、均匀地浸于铸膜液中几秒钟，然后用与钛微孔管直径相配套的刮膜器在旋转状态下均匀刮膜，使在钛微孔管上保持均匀的少量铸膜液，不使过多而流动。括膜后立刻在恒温恒湿箱中水平旋转蒸发5—10秒，依上法再刮膜一次，然后再于恒温恒湿箱中水平旋转蒸发30—60秒(大孔超滤膜一般只需刮膜一次)。蒸发温度为40—70℃，相对湿度40—60％。