本發明屬于滲透汽化膜分離技術領域,具體是一種聚氨酯滲透汽化膜的制備方法。
背景技術:
滲透汽化作為一種新興的分離技術,近年來越來越受到人們的重視,該技術利用料液中不同組分親和性和傳質阻力的差異實現分離。與傳統的精餾、吸附、萃取等分離操作相比,具有分離效率高、設備簡單、操作方便、能耗低等優點。
聚氨酯是一種軟、硬段結構交替構成的嵌段共聚物,一般由兩種或兩種以上的單體進行縮合和加成聚合而得到。其中,軟段在常溫下處于高彈態,可以產生很大的拉伸變形,而硬段為軟段的拉伸和變形提供節點,作為一種很好的制膜材料,其膜的開發與研究越來越受到重視。
滲透汽化膜分離的關鍵在于膜材料。一般單一的高分子膜材料難以滿足滲透汽化性能的全部要求,因此需要進行改性。以聚氨酯為例,它是一種低成本的廉價易得的商業高分子材料,具有良好的成膜和耐化學性。最近已經被用來做為從水中回收有機物的滲透汽化膜材料,但是單一的聚氨酯膜雖然對水中有機物的親和性很好,對一些體系的分離因子甚至可以達到成百上千,但是通常滲透通量很低,難以滿足工業的要求,因此在滲透汽化領域難以得到更為深入的發展。進一步提高PU膜的分離性能,人們采用不同方法對PU膜材料進行了改性。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種聚氨酯滲透汽化膜的制備方法。
本發明的目的可以通過以下技術方案實現:
一種聚氨酯滲透汽化膜的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)按摩爾比1:3-6稱取端羥基聚丁二烯、異佛爾酮二異氰酸酯混合成混合體,加入溶劑N,N-二甲基甲酰胺攪拌溶解,加入催化劑二月桂酸二丁基錫,40-50℃溫度下攪拌反應1-2h,合成預聚體,其中,所述混合體與N,N-二甲基甲酰胺質量比為1:1-3,所述的二月桂酸二丁基錫與端羥基聚丁二烯的質量比為0.0008-0.0012:1;
(2)按照摩爾比1:1.5-3稱取端羥基聚丁二烯與1,2環乙二胺,滴加到預聚體中進行反應,加入N,N-二甲基甲酰胺控制固含量為20-30%,得聚合物溶液;
(3)將沸石與溶劑N,N-二甲基甲酰胺攪拌分散后加入到聚合物溶液中進行反應,接真空裝置脫除溶液中的氣泡,得鑄膜液;
(4)將鑄膜液在聚四氟乙烯板上流延成膜,置于烘箱中干燥,得聚氨酯滲透汽化膜。
優選的,所述步驟(1)端羥基聚丁二烯的平均分子量為2500-3000。
優選的,所述步驟(2)反應溫度為40-50℃,反應時間10-30min。
優選的,所述步驟(3)反應溫度為50-60℃,反應時間0.5-1.5h。
優選的,所述步驟(4)干燥溫度80-90℃,干燥時間20-24h。
本發明的有益效果:本發明加入沸石,沸石粒子在膜中均勻分散,和聚氨酯相容性好,膜的熱穩定性提高,本發明有效改善了膜對低濃度有機物的選擇性,且該膜不受發酵料液污染,適合與發酵過程耦合,實現原位分離。本發明制備工藝簡單、操作方便,原料成分低廉,應用前景廣闊。
具體實施方式
下面將結合實施例對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例,都屬于本發明保護的范圍。
在本說明書的描述中,參考術語“一個實施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
本發明公開一種聚氨酯滲透汽化膜的制備方法,包括以下步驟:
(1)稱取端羥基聚丁二烯、異佛爾酮二異氰酸酯混合成混合體,加入溶劑N,N-二甲基甲酰胺攪拌溶解,加入催化劑二月桂酸二丁基錫,4攪拌反應1-2h,合成預聚體;
(2)稱取端羥基聚丁二烯與1,2環乙二胺,滴加到預聚體中進行反應,加入N,N-二甲基甲酰胺控制固含量為20-30%,得聚合物溶液;
(3)將沸石與溶劑N,N-二甲基甲酰胺攪拌分散后加入到聚合物溶液中進行反應,接真空裝置脫除溶液中的氣泡,得鑄膜液;
(4)將鑄膜液在聚四氟乙烯板上流延成膜,置于烘箱中干燥,得聚氨酯滲透汽化膜。
實施例1
按摩爾比1:3稱取平均分子量為2500-3000的端羥基聚丁二烯、異佛爾酮二異氰酸酯混合成混合體,加入溶劑N,N-二甲基甲酰胺攪拌溶解,加入催化劑二月桂酸二丁基錫,45℃溫度下攪拌反應1.5h,合成預聚體,其中,所述混合體與N,N-二甲基甲酰胺質量比為1:1,所述的二月桂酸二丁基錫與端羥基聚丁二烯的質量比為0.0008:1;
按照摩爾比1:1.5稱取端羥基聚丁二烯與1,2環乙二胺,滴加到預聚體中,在40℃溫度下反應30min,加入N,N-二甲基甲酰胺控制固含量為20-30%,得聚合物溶液;
將沸石與溶劑N,N-二甲基甲酰胺攪拌分散后加入到聚合物溶液中,在50℃溫度下反應1.5h,接真空裝置脫除溶液中的氣泡,得鑄膜液;
將鑄膜液在聚四氟乙烯板上流延成膜,置于90℃烘箱中干燥20h,得聚氨酯滲透汽化膜。
實施例2
按摩爾比1:4.5稱取平均分子量為2500-3000的端羥基聚丁二烯、異佛爾酮二異氰酸酯混合成混合體,加入溶劑N,N-二甲基甲酰胺攪拌溶解,加入催化劑二月桂酸二丁基錫,50℃溫度下攪拌反應1h,合成預聚體,其中,所述混合體與N,N-二甲基甲酰胺質量比為1:3,所述的二月桂酸二丁基錫與端羥基聚丁二烯的質量比為0.001:1;
按照摩爾比1:3稱取端羥基聚丁二烯與1,2環乙二胺,滴加到預聚體中,在50℃溫度下反應10min,加入N,N-二甲基甲酰胺控制固含量為20-30%,得聚合物溶液;
將沸石與溶劑N,N-二甲基甲酰胺攪拌分散后加入到聚合物溶液中,在55℃溫度下反應1h,接真空裝置脫除溶液中的氣泡,得鑄膜液;
將鑄膜液在聚四氟乙烯板上流延成膜,置于85℃烘箱中干燥22h,得聚氨酯滲透汽化膜。
實施例3
按摩爾比1:6稱取平均分子量為2500-3000的端羥基聚丁二烯、異佛爾酮二異氰酸酯混合成混合體,加入溶劑N,N-二甲基甲酰胺攪拌溶解,加入催化劑二月桂酸二丁基錫,40℃溫度下攪拌反應2h,合成預聚體,其中,所述混合體與N,N-二甲基甲酰胺質量比為1:2,所述的二月桂酸二丁基錫與端羥基聚丁二烯的質量比為0.0012:1;
按照摩爾比1:2.5稱取端羥基聚丁二烯與1,2環乙二胺,滴加到預聚體中,在45℃溫度下反應20min,加入N,N-二甲基甲酰胺控制固含量為20-30%,得聚合物溶液;
將沸石與溶劑N,N-二甲基甲酰胺攪拌分散后加入到聚合物溶液中,在60℃溫度下反應0.5h,接真空裝置脫除溶液中的氣泡,得鑄膜液;
將鑄膜液在聚四氟乙烯板上流延成膜,置于80℃烘箱中干燥24h,得聚氨酯滲透汽化膜。
上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對實施案例做出各種修改,并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此,本發明不限于這里的實施案例,本領域技術人員根據本發明的揭示,不脫離本發明范疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。