[发明专利]一种芳香聚酰胺复合正渗透薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种芳香聚酰胺复合正渗透薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：一锅法制备带有端炔基的聚乙二醇单甲醚；氯甲基化反应制备接枝氯甲基的聚砜和取代化反应制备具有叠氮基的聚砜；采用点击化学反应制备接枝聚乙二醇单甲醚的聚砜；利用相转化法制备接枝聚乙二醇单甲醚的聚砜支撑层；利用界面聚合在接枝聚乙二醇单甲醚的聚砜支撑层表面制备芳香聚酰胺复合薄膜，在制备膜的同时进行改性；具体步骤如下，

步骤一：一锅法制备一端接枝端炔基的聚乙二醇单甲醚：取聚乙二醇单甲醚和溴丙炔以及氢氧化钠粉末按照1:20:20的摩尔比混合在甲苯溶剂中，加热升温至25～75℃，反应10～72小时，对初产物进行提纯，获得一端接枝端炔基的聚乙二醇单甲醚；

步骤二：利用氯甲基化反应制备接枝氯甲基的聚砜：取聚砜溶解在二氯乙烷溶剂中，放入连接回流冷凝装置和搅拌装置的圆底烧瓶内，随后加入无水氯化锌和氯甲基甲基醚，聚砜、无水氯化锌和氯甲基甲基醚的质量比为10:1:20，加热升温至25～50℃，反应3～12小时后冷却至室温，将聚合物用无水甲醇沉降数次，用去离子水冲洗后放入真空干燥箱，设置温度为25～60℃，真空干燥12小时以上，获得接枝氯甲基的聚砜；

步骤三：利用亲核取代反应制备接枝叠氮基团的聚砜：将接枝氯甲基的聚砜和叠氮化钠按照摩尔比1:27取样于二甲亚砜溶剂中，加热升温至35～90℃，反应12～72小时后冷却至室温，将聚合物用无水甲醇和去离子水按4:1混合沉降3-5次，过滤后放入真空干燥箱，设置温度为25～40℃，真空干燥12小时以上，获得接枝叠氮基团的聚砜；

步骤四：利用Cu^I催化炔-叠氮之间的点击化学反应制备接枝聚乙二醇单甲醚的聚砜：将上述步骤一制备的一端接枝端炔基的聚乙二醇单甲醚和步骤三制备的接枝叠氮基团的聚砜按照摩尔比1:1取样用N,N-二甲基甲酰胺溶剂溶解于施兰克瓶中，三抽三充后，在氩气氛围下注入与接枝叠氮基团的聚砜等摩尔量的溴化亚铜，以及至少与溴化亚铜等摩尔量的N,N,N',N,'N”-五甲基二亚乙基三胺，通氩气15分钟以上后，密闭反应容器，在35～75℃下反应12～48小时后冷却至室温，将产物用无水甲醇沉降3-5次，用去离子水冲洗后放入真空干燥箱，设置温度为25～40℃，真空干燥12小时以上，制备接枝聚乙二醇单甲醚的聚砜；

步骤五：利用相转化法制备接枝聚乙二醇单甲醚的聚砜支撑层：取接枝了聚乙二醇单甲醚的聚砜溶解在N, N-二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮的混合溶剂中，升温至25～75℃，配置8wt％～20wt％的溶液，冷却后干燥12小时以上；取一块涤纶树脂无纺布，用实验室胶带附在一块干净的玻璃板上，用溶剂润湿涤纶树脂无纺布，用滤纸除去涤纶树脂无纺布表面的剩余溶液，使用铸刀将接枝聚乙二醇单甲醚的聚砜刮在涤纶树脂无纺布上后立即放入沉降浴中，10分钟后转入去离子水中储存；

步骤六：利用界面聚合在接枝聚乙二醇单甲醚的聚砜支撑层表面制备芳香聚酰胺复合薄膜：将上述步骤五所制备的支撑层浸在间苯二胺溶液中几分钟后取出，用气刀将膜表面的多余的间苯二胺溶液去掉，然后将膜浸在1,3,5-三苯甲酰氯溶液中几分钟后取出，去掉多余的1,3,5-三苯甲酰氯溶液，将膜放在95℃水浴里固化几分钟，接下来分别将膜浸在次氯酸钠溶液和亚硫酸氢钠溶液中，再在95℃水浴里固化几分钟后转入去离子水中保存。

2.根据权利要求1所述的芳香聚酰胺复合正渗透薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤一中聚乙二醇单甲醚的平均分子量分布为100～5000克/摩尔。

3.根据权利要求2所述的芳香聚酰胺复合正渗透薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤一中聚乙二醇单甲醚的平均分子量分布为500～2000克/摩尔。

4.根据权利要求1所述的芳香聚酰胺复合正渗透薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤五中混合溶剂采用N, N-二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮按照摩尔比1:3配置。

5.根据权利要求1所述的芳香聚酰胺复合正渗透薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤五的沉降浴采用含3.0wt％N-甲基吡咯烷酮的去离子水溶液。

6.根据权利要求1所述的芳香聚酰胺复合正渗透薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤六的间苯二胺溶液的溶剂是去离子水，1,3,5-三苯甲酰氯溶液的溶剂是环己烷或者Isopar-G。