一種親水性聚醚砜超濾膜及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及膜技術領域，尤其是一種親水性聚醚砜超濾膜及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 超濾膜是最早開發的高分子分離膜之一，在60年代超濾裝置就實現了工業化。被 廣泛用于電子、化工、醫藥、食品等行業的各種分離與純化過程。但濾膜污染的問題仍顯得 比較突出，很多專家學者在解決濾膜污染的問題上做了大量的研究工作，認為增加膜表面 的親水性是提高膜抗污染性的一種非常有效的方法，其中包括利用親水性好的材料直接制 膜或對超濾膜表面進行親水性改性。如專利號為CN201210247267. 1《一種親水性超濾膜的 制備方法》通過在鑄膜液中引入含Fe3+、A13+等高價金屬鹽制備出有效改善并穩定超濾膜的 親水性能、解決現有技術中親水添加劑易流失、分布不均勻的問題。
[0003] 而目前主要的親水化改性方法包括表面涂覆、表面接枝和物理共混等。表面涂覆 是將疏水膜的表面涂上一層親水聚合物，然后進行熱處理或化學處理使涂層固定，這種方 法主要的缺陷是涂覆層不穩定，在高溫下易于脫落。表面接枝是在一定的條件下，在疏水 膜表面引入親水基團，來改變疏水膜的表面性質，主要是表面化學反應可以使改性單體與 超濾膜之間形成化學鍵，更具有實用價值。但是目前使用的超濾膜材料中往往缺乏用于進 一步反應的活性基團，因此難以進行化學反應。物理共混主要是將親水性物質與聚合物共 混，通過在鑄膜液中加入帶有活性基團的高分子修飾物，并通過浸沒沉淀法制備超濾膜，然 后再對超濾膜表面進行修飾。為此，有大量的研究者從此角度出發，對濾膜做出了較大的探 索和思考，進而獲得了較多的技術方案。如專利號為CN201310539041. 3的《新型水過濾用 超濾膜》采用磺化聚醚砜，S042帶負電荷等為材料制備出具有高效、凈化率高等特點的超濾 膜，在保證去除有害物質的同時，保留對人體所必須的礦物質，適合多種工業水源的大面積 使用。又如專利號為CN200710037396. 7的《親水性低截留分子量復合超濾膜制備方法》采 用聚砜或聚醚砜為膜材料，利用層層靜電自組裝技術在超濾膜基膜上組裝聚電解質多層膜 作為復合層，從而制備出表面荷電且電性可控、表層結構可控、對低分子量溶質有良好的截 留性能、同時具有較好的抗污染性能的復合超濾膜。
[0004] 由此可見，在現有技術中的超濾膜及其制備方法的技術方案還難以滿足多性能的 需求，而僅僅是從單一方面去滿足超濾膜的各項性能；為此，使得采用超濾膜過濾后，始終 難以獲得較為優良的水質，于是，本研究人員通過長期的努力與探索，為超濾膜及其制備領 域提供了一種新思路。
【發明內容】
[0005] 為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供一種親水性聚醚砜超濾膜 及其制備方法，其具有耐用、性能穩定、親水層不易流失等特征。
[0006] 具體是通過以下技術方案得以實現的：
[0007] -種親水性聚醚砜超濾膜，其特征在于：原材料質量份數分別為聚醚砜10-25份， 聚乙烯醇0. 05-2份，有機溶劑60-85份，致孔劑2-15份，交聯劑A0.0 5-2份，交聯劑B0.0 5-2 份。
[0008] 所述的原料質量份數分別為聚醚砜15份，聚乙烯醇1份，有機溶劑70份，致孔劑 11份，交聯劑A1. 5份，交聯劑B1. 5份。
[0009] 所述的有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮（NMP)、N，N-二甲基甲酰胺（DMF)、N，N-二甲 基乙酰胺（DMAC)、二甲基亞砜（DMS0)的任一種。
[0010] 所述致孔劑為PEG400(聚乙二醇400)、PEG600(聚乙二醇600)、PEG1000 (聚乙 二醇 1000)、PEG2000 (聚乙二醇 2000)、PEG6000 (聚乙二醇 6000)、PEG10000 (聚乙二醇 10000)、PVPK15 (聚乙烯吡咯烷酮K15)、PVPK3。（聚乙烯吡咯烷酮K30)、PVPK4。（聚乙烯吡咯烷 酮k40)、PVP K6。（聚乙烯吡咯烷酮k60)、PVPKS。（聚乙烯吡咯烷酮k80)、PVPk9。（聚乙烯吡咯烷 酮K90)和氯化鋰（LiCl)的任一種。
[0011] 所述交聯劑A為檸檬酸、草酸、蘋果酸、酒石酸的任意一種。
[0012] 所述交聯劑B為戊二醛。
[0013] 一種親水性聚醚砜超濾膜的制備方法，包括以下步驟：
[0014] (1)將聚醚砜和聚乙烯醇按照上述質量份依次溶解于有機溶劑中，并采用攪拌器 攪拌均勻后，加入上述質量份的致孔劑，并繼續采用攪拌器攪拌混合均勻，靜置12_24h后， 對混合液進行真空脫泡，獲得澄清透明溶液。
[0015] (2)將步驟1)獲得的澄清透明溶液置于無紡布上進行刮膜，再將其置于60-80°C 水中反滲透處理10_20h。
[0016] (3)將步驟2)獲得的超濾膜初成品置于濃度為1%的硫酸中，依次向其中加入上 述質量份的交聯劑A和交聯劑B，進而通過交聯反應將交聯劑A和交聯劑B接枝到超濾膜初 成品的表面，獲得超濾膜半成品。
[0017] (4)將步驟3)獲得的超濾膜半成品置于50-70°C的水中反滲透處理1-5次后，每 次反滲透水處理3-7min，即可制得超濾膜。
[0018] 所述的攪拌器攪拌為機械攪拌，并且其攪拌速度為80-100r/min。
[0019] 所述的真空脫泡的真空度為0· 02-0. 08MPa。
[0020] 所述的1 %硫酸的量為與超濾膜初成品按照質量比為（1-2. 3) : (0. 9-1. 3);所述 的真空脫泡的時間為10_30min。
[0021] 上述所用的聚醚砜是一種種綜合性能優異的熱塑性高分子材料；它具有優良的耐 熱性能、物理機械性能、絕緣性能等，特別是具有可以在高溫下連續使用和在溫度急劇變化 的環境中仍能保持性能穩定等突出優點。
[0022] 上述所述的聚乙烯醇是有機化合物，白色片狀、絮狀或粉末狀固體、無味、溶于水、 微溶于二甲基亞砜。
[0023] 上述所述的無紡布，是指非織造布，或叫不織布。是一種不需要紡紗織布而形成的 織物，只是將紡織短纖維或者長絲進行定向或隨機撐列，形成纖網結構，然后采用機械、熱 粘或化學等方法加固而成。
[0024] 上述所述的刮膜就是在某基礎材料表面涂上一層物質。
[0025] 上述所述的交聯反應，是指具有一定聚合度的線性高分子在交聯劑的交聯作用下 進行交聯反應，使得線性高分子相互連接形成具有一定交聯密度的網絡結構高分子。
[0026] 上述所述的反滲透，是指滲透的一種反向遷移運動，是一種在壓力驅動下借助于 半透膜的選擇截留作用將溶液中的溶質與溶劑分開的分離方法，其孔徑大約在5~10A。它 已廣泛用于各種液體的提純與濃縮，其中最普遍的應用實例便是在水處理工藝中，用反滲 透技術可將原水中的無機離子、細菌、病毒、有機物及膠體等雜質去除，以獲得高質量的純 凈水。
[0027] 與現有技術相比，本發明具有如下優點和技術效果：
[0028] ①通過將聚醚砜和聚乙烯醇依次溶解于有機溶劑中，并采用攪拌器攪拌均勻后， 加入致孔劑，并通過對混合液進行真空脫泡，獲得澄清透明溶液，將該澄清透明溶液置于無 紡布上進行刮膜，并在硫酸的作用下，將交聯劑A和交聯劑B進行交聯反應，使得配制出來 的膜具有較好的耐用性、性能穩定等特征。
[0029] ②通過對各原材料質量份數配量和制取超膜流程進行研究與探討，得出了能夠滿 足多性能需求的超膜，克服了從單一方面去滿足超濾膜的各項性能，減少了對原材料的浪 費，降低了膜技術的使用成本，提高了膜材料的使用性能，進一步完善了制膜領域的技術。
[0030] ③通過將致孔劑添加到聚醚砜和聚乙烯醇溶解的有機溶劑中，使得混合溶液迅速 擴散形成孔狀，進而改善了刮膜過程中混合溶液在無紡布上分布不均的情況，并通過添加 質量百分比為1 %硫酸進行交聯反應，將交聯劑A和交聯劑B接枝到超濾膜表面，從而獲得 了具有抗污能力強、親水層不易流失的超濾膜。
【具體實施方式】
[0031] 下面通過實施例對本發明進行具體描述。有必要在此指出的是本實施例只用于對 發明作進一步說明和理解，并不是對本發明保護范圍的限制，若本領域的技術人員根據上 述本
【發明內容】
對本發明作出一些非本突出的實質性特征和非顯著進步的改進和調整，仍屬 于本發明保護范圍。
[0032] 實施例1
[0033] 一種親水性聚醚砜超濾膜，其原料為聚醚砜15kg，聚乙烯醇0. 05kg，二甲基亞砜 (DMS0)為 82. 95kg，PEG400 (聚乙二醇 400)為 2kg，檸檬酸為(λ 05kg，戊二醛為(λ 05kg。
[0034] 其具體的制備方法，包括以下步驟：
[0035] (1)將聚醚砜和聚乙烯醇按照上述質量份依次溶解于有機溶劑中，并采用攪拌器 攪拌均勻后，加入上述質量份的致孔劑，并繼續采用攪拌器攪拌混合均勻，靜置12h后，對 混合液進行真空脫泡，獲得澄清透明溶液。
[0036] (2)將步驟1)獲得的澄清透明溶液置于無紡布上進行刮膜，再將其置于60°C水中 反滲透處理15h。
[0037] (3)將步驟2)獲得的超濾膜初成品置于濃度為1%的硫酸中，依次向其中加入上 述質量份的檸檬酸和戊二醛，進而通過交聯反應將檸檬酸和戊二醛接枝到超濾膜初成品的 表面，獲得超濾膜半成品。
[0038] (4)將步驟3)獲得的超濾膜半成品置于50°C的水中反滲透處理5次后，每次反滲 透水處理3min，即可制得超濾膜。
[0039] 其中的攪拌器攪拌為機械攪拌，并且其