[发明专利]一种亲水单皮层管式高分子多孔膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种管式高分子多孔膜，具体是指一种具有亲水单皮层结构的管式高分子多孔膜。

背景技术

膜分离技术是一种高效、节能的绿色新型分离技术，具有设备简单、操作条件温和、处理量大、分离效率高等突出特点，已在海水和苦咸水淡化、废水处理与资源化、生物制品分离、环境工程、饮用水净化、空气过滤与净化、物料浓缩分离等领域得到广泛应用，并已取得了很好的经济和社会效益。

高分子多孔膜作为分离膜的一大类，根据其孔径大小可以分为微滤膜、超滤膜和纳滤膜。根据高分子材料来源不同，可以分为由天然高分子材料制备的高分子多孔膜和由合成聚合物制备的高分子多孔膜。天然高分子材料主要为醋酸纤维素及其衍生物，而合成聚合物则品种相对较多，主要包括聚砜类合成聚合物、聚酰胺类合成聚合物、聚酯类合成聚合物、聚烯烃类合成聚合物等。高分子多孔膜根据制备方法不同，又可以分为拉伸多孔膜、热致相分离多孔膜和溶致相分离多孔膜；根据外形可分为平板高分子多孔膜、中空纤维高分子多孔膜和管状高分子多孔膜。不同的高分子多孔膜，依其孔径、材质等不同，具有不同的用途。

高分子多孔膜在使用过程中，通常会被物料中的有机或无机污染物所污染，如处理废水时，废水中的细菌、病毒、有机物以及胶体等杂志会吸附、沉积在高分子多孔膜的表面，形成胶体污染和生物污染，使高分子多孔膜的渗透通量下降，处理效率降低。尤其是在处理高污染性物料时，将导致分离膜的使用寿命缩短、运行费用增加、运行效率降低。

目前大多数高分子多孔膜为平板结构或中空纤维结构，并已被广泛使用，但是，平板或中空纤维结构的高分子多孔膜在使用过程中，容易被物料污染，对物料的预处理要求高，而且不适用于处理高污染流体。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种亲水单皮层管式高分子多孔膜，它可以提高高分子多孔膜的抗污染性能，延长高分子多孔膜的使用寿命。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种亲水单皮层管式高分子多孔膜，增强多孔支撑管内壁复合有一层高分子多孔层，在高分子多孔层上有一层亲水交联聚合物层。

作为优选，上述的亲水单皮层管式高分子多孔膜，所述的增强多孔支撑管为三层结构，包括内层致密无纺布、中间尼龙增强材料层和外层无纺布；其中内层致密无纺布的克重为50-100g/m²。

作为优选，上述的亲水单皮层管式高分子多孔膜，所述的高分子多孔层由涂敷在增强多孔支撑管内表面的高分子溶液在水溶液中凝胶而成；其中高分子溶液由高分子材料、溶剂与添加剂组成，凝胶用水溶液pH为8.0-11.0。

作为优选，上述的亲水单皮层管式高分子多孔膜，所述的高分子材料为聚合物聚偏氟乙烯，或聚砜，或聚醚砜，或聚丙烯睛，或聚氯乙烯与二醋酸纤维素的混合物、其中二醋酸纤维素的质量比例为0.5-10.0％。

作为优选，上述的亲水单皮层管式高分子多孔膜，所述的亲水交联聚合物层是通过高分子多孔层在含交联剂的水溶液中浸泡，然后晾干制得；其中交联剂为戊二醛、聚乙二醇缩水甘油醚、山梨醇、肌醇、或它们的混合物；交联剂的质量浓度为0.01-10.0wt％，水溶液pH为1.0-7.0，浸泡时间为0.5-60分钟，晾干温度为20-60℃。作为更优选择，所述的交联剂的质量浓度为0.05-5.0wt％，溶液pH为1.0-5.0，浸泡时间为1.0-30分钟。

高分子溶液制备方法为：用10.0-35.0wt％的高分子材料和0.5-15.0wt％的添加剂溶于极性有机溶剂中，制备高分子溶液；其中，极性有机溶剂为N，N-二甲基乙酰胺，或N，N-二甲基甲酰胺，或N-甲基吡咯烷酮，或它们的混合物；添加剂为聚乙二醇400，或PVP，或氯化锂，或它们的混合物；高分子材料为聚合物聚偏氟乙烯，或聚砜，或聚醚砜，或聚丙烯睛，或聚氯乙烯，与二醋酸纤维素的混合物，其中二醋酸纤维素的质量比例为0.5-10.0％。