[发明专利]PEO-b-PMMA改性PVDF超滤膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，是一种嵌段共聚物PEO-b-PMMA改性聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜及其制备方法。

背景技术

随着超滤膜技术的不断发展，对超滤膜的要求各种各样，由于超滤膜的低通量、低孔隙率、使用寿命短和膜污染严重等问题使得解决膜表面的污染问题变得越来越紧迫。超滤膜的改性，尤其是在膜表面引入亲水性基团是解决问题的关键。在对超滤膜的污染研究中发现，改善膜表面的亲水性，有利于提高膜的抗污染性能。随着膜分离技术的不断发展，膜污染成为目前急需解决的主要问题之一。而解决膜污染的重要途径之一是膜的改性。

已研究的改性方法有：在膜表面涂覆亲水性材料、在膜表面接枝聚合亲水化材料等。这些方法虽然在一定程度上可以提高膜的亲水性，但是仍然存在一些不足：(1)涂覆，接枝的亲水性材料只在膜表面，而没有深入到膜深层中去；(2)涂覆、接枝的亲水性材料在膜表面易脱落，不牢固；(3)涂覆、接枝的亲水性材料对膜的孔径及孔径分布都有影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是一种嵌段共聚物PEO-b-PMMA改性聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的制备方法，采用在超滤膜表面增加嵌段共聚物PEO-b-PMMA，提高超滤膜亲水性，降低能耗、增强膜的抗污染性能、延长膜使用寿命。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种PEO-b-PMMA改性PVDF超滤膜，所述超滤膜是将配制好的铸膜液经加热搅拌，脱泡、刮膜机刮膜得到PEO-b-PMMA改性PVDF超滤膜，所述铸膜液的组分及质量百分浓度为：

一种嵌段共聚物PEO-b-PMMA改性PVDF超滤膜的制备方法，包括以下步骤：

1)配制制膜液，所述制膜液的组分及质量百分浓度为：

此条件下根据上述的PEO-b-PMMA改性PVDF超滤膜性能最优。所述铸膜液的组分及质量百分浓度为：

2)将配制好的制铸膜液加热搅拌数小时，然后进行脱泡；

3)用刮膜机刮成液膜，在空气中静置，将液膜连同刮膜板浸入凝固浴中，液膜凝固成超滤膜；

4)待超滤膜自动从刮膜板上脱落后，将超滤膜取出浸入蒸馏水中，按需要尺寸进行裁剪即可。

作为改进，所述致孔剂优选为聚乙烯吡咯烷酮。

所述表面活性剂优选为PEO-b-PMMA。表面活性剂PEO-b-PMMA主要起到对PVDF膜亲水性和抗污染性的改性。利用PEO-b-PMMA两亲性嵌段共聚物中PEO链段具有良好的亲水性和PMMA链段与PVDF具有良好相容性的性质，将此两亲性嵌段共聚物与PVDF共混制备超滤膜以其在浸没沉淀相转化制膜的过程中，发生分子自组装现象，从而达到改性的目的。

所述溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺。

所述步骤2中的脱泡是将铸膜液放置在室温中静置脱泡一夜。

最后，所述凝固浴为蒸馏水溶液。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)所述制备方法通过原子转移自由基聚合与浸没沉淀相转化法结合而制备，操作方法新颖，操作环境要求低、自由基聚合可控、适用范围较广，操作连续方便。

(2)采用PEO-b-PMMA为表面活性剂，由于PEO良好的亲水性以及PMMA与PVDF膜的良好相容性，从而达到对PVDF膜的亲水性改性以及改善膜污染的问题。

(3)采用PVP为致孔剂，用于将PEO-b-PMMA均匀分布在PVDF膜中，获得均一、透明的铸膜液，显著影响了材料的形貌和结构。

(4)PVDF超滤膜具有机械强度高、热稳定性好、耐腐蚀等优点使得PEO-b-PMMA与PVDF膜间的相互作用更加明显。

附图说明

图1是空白的PVDF超滤膜SEM图。

图2是加入1％的PEO-b-PMMA改性的PVDF超滤膜SEM图。

图3是加入2％的PEO-b-PMMA改性的PVDF超滤膜SEM图。

图4是加入3％的PEO-b-PMMA改性的PVDF超滤膜SEM图。

图4中PEO-b-PMMA改性的PVDF超滤膜的SEM图为最优效果。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1