[发明专利]一种亲水聚烯烃基底复合纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种亲水聚烯烃基底复合纳滤膜，其特征在于，聚烯烃微孔膜浸入亲水剂处理以后得到亲水改性的聚烯烃膜，而后在亲水改性的聚烯烃膜上通过多元胺水相单体与多元酰氯油相单体界面聚合形成聚酰胺选择性皮层。本申请采用聚烯烃类膜作为基底，与传统超滤基底相比，具有较高的水通量，且通量保持时间长，性能稳定；本申请的对聚烯烃膜的亲水改性工艺，操作简单易行，可控性强，改性后膜可实现永久性亲水，具备进行连续大规模工业化生产的能力；本申请以聚烯烃基底制备的复合纳滤膜，水通量较高，截留NaCl较低，截留Na₂SO₄较高，具备良好的荷电分离能力。

技术领域

本发明涉及滤膜技术领域，具体的说，是一种亲水聚烯烃基底复合纳滤膜及其制备方法。

背景技术

膜法水处理技术是利用具有选择性透过的膜对溶剂中各组分进行分离，富集，纯化的方法，具有高效，节能，工艺简单等优点，是当前水处理技术的核心工艺。根据孔径的不同，将膜分为微滤膜，超滤膜，纳滤膜和反渗透膜。其中，纳滤膜的孔径介于超滤膜与反渗透膜之间，为1nm左右，截留分子量为300～500道尔顿。通常认为纳滤膜作用机理为筛分作用与道南效应的协同作用，可以保证相对较高的透过能力同时具有高的截盐性能，因而受到国内外学者的广泛关注与研究，近年来发展十分迅速。

目前，常用的复合纳滤膜主要通过界面聚合法制备，由疏松的多孔基底膜与薄且致密的皮层组成。基底膜作为支撑层用来提供膜整体的机械强度，而皮层用来提供膜的选择分离能力。基底材料的性能对于纳滤膜十分重要，基底的强度与稳定性决定了膜的使用环境与寿命，而基底的大孔径与高孔隙率则为膜的高通量提供了前提条件。传统的基底材料如醋酸纤维素，聚丙烯腈，聚芳砜，聚醚砜等，制备出的基底多为超滤尺寸，自身通量偏低，且耐酸碱性，抗氧化性以及耐溶剂性能较差，使用条件受限制很大。

而聚烯烃类材料如聚乙烯，聚丙烯等热塑性树脂，具有优异的机械强度与理化性能，在制备微孔薄膜材料上具有诸多优势，如膜厚度较薄，介质透过阻力小；膜孔径较大，可修饰空间更大；耐酸碱性及抗氧化与抗腐蚀能力强，长期稳定性好等。但聚烯烃材质的低表面能，高疏水性，使得表面润湿性较差，液体难以自然透过；疏水性也使得过滤过程中膜表面截留物大量堆积，膜污染严重，导致水通量降低，分离能力下降。因而对于疏水聚烯烃材料的改性尤为重要。现有技术中有采用共沉积的方法，通过多胺与多酚溶液在膜上的沉积对聚烯烃基底膜进行改性，提高了疏水界面的达因值，从而可以在基底上进行界面聚合反应。

但共沉积法存在的缺点是明显的：(1)需要时间较长，不利于工业上连续化规模生产；(2)操作步骤繁琐，控制条件相对严苛，温度及湿度变化对沉积速率影响很大；(3)沉积物自聚后形成大颗粒，导致膜均一性差，膜孔堵塞严重。因而需要寻找一种简捷高效的改性方法尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种亲水聚烯烃基底复合纳滤膜及其制备方法。本申请利用负载亲水剂的方式对聚烯烃类基膜进行亲水改性，使膜表面以及膜孔内含有羟基而易被水浸润，膜表面张力显著降低；随后在亲水聚烯烃膜上进行界面聚合反应，生成高选择性的聚酰胺皮层。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种亲水聚烯烃基底复合纳滤膜，聚烯烃微孔基膜浸入亲水剂处理以后得到亲水聚烯烃基膜，而后在亲水聚烯烃基膜上通过多元胺水相单体与多元酰氯油相单体界面聚合形成聚酰胺选择性皮层。

一种亲水聚烯烃基底复合纳滤膜及其制备方法

(1)将聚烯烃微孔基膜用异丙醇清洗，室温下烘干后浸入亲水剂中；

所述聚烯烃微孔基膜的材料选自聚乙烯，聚丙烯，聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯中的一种；

所述聚烯烃微孔基膜的孔隙率介于30～50％之间，平均孔径介于0.02～0.4微米之间，平均厚度介于5～60微米之间；