[发明专利]一种聚砜基嵌段共聚物分离膜

说明书

本发明涉及一种聚砜基嵌段共聚物分离膜，该分离膜具有支撑层和形成于其上的致密功能层的多层结构。致密功能层主要成分为聚砜族嵌段共聚物，通过一步相转化法、喷涂法、或旋涂法等制备而成。另外，通过对高分子铸膜液体系的调控，可使得该分离膜致密功能层的有效孔径在1‑1000纳米之间。该聚砜基嵌段共聚物分离膜广泛应用于电子、生物、医疗、化工、石油、食品、水处理、海水淡化和气体分离等领域的分离浓缩纯化过程。

技术领域

本发明涉及聚砜基嵌段共聚物分离膜。可应用于电子、生物、医疗、化工、石油、食品、水处理、海水淡化和气体分离等领域的分离浓缩纯化过程。

背景技术

近年来，聚砜族高分子材料凭借其优异的化学惰性、热力学稳定性和机械强度等性能被广泛用于制备分离膜，进而用于气体和液体的分离或纯化。然而，传统聚砜族高分子分离膜的孔径范围一般在微滤、超滤(孔径＞20纳米)范围内，在小孔径范围内不易调控，并且传统聚砜族高分子分离膜还存在孔隙率低、渗透选择性差、抗污染性能差等不足之处，这些严重制约着聚砜族高分子分离膜的实际应用。

为了提高聚砜族高分子分离膜的抗污染性能，研究者们采用两亲性嵌段共聚物作为添加剂来提高膜表面的亲水性，专利CN 105032220通过聚砜和聚砜嵌段共聚物共混后相转化的方法制备抗污染聚砜超滤膜。两亲性聚砜嵌段共聚物中的疏水嵌段可以牢牢地被固定在膜基体上，亲水嵌段可以经调控富集到膜表面进而提升膜的抗污染性能，同时亲水嵌段与疏水嵌段通过化学键链固定在膜中，避免了添加剂的洗脱渗出。另外通过共混嵌段共聚物材料，可以提升改进并有效调控膜的孔隙率、孔径及渗透选择性。然而，共混添加嵌段共聚物的量通常较低，并不能从本质上改变膜的孔径及孔隙率，对分离膜的结构及渗透选择性的提升有限。

发明内容

为了进一步拓宽聚砜族分离膜的孔径调控范围，提高膜的孔隙率，提高膜的渗透选择性，本发明旨在开发一种聚砜基嵌段共聚物分离膜，该分离膜具有支撑层和形成于其上的致密功能层的多层结构。致密功能层主要成分为聚砜族嵌段共聚物，通过一步相转化法、喷涂法、或旋涂法等制备而成。另外，通过对高分子铸膜液体系的调控，可使得该分离膜致密功能层的有效孔径在1-1000纳米之间。该聚砜基嵌段共聚物分离膜广泛应用于电子、生物、医疗、化工、石油、食品、水处理、海水淡化和气体分离等领域的分离浓缩纯化过程。

本发明的技术方案为：

一种聚砜基嵌段共聚物分离膜，其特征在于，

(a)具有支撑层和形成于其上的致密功能层的多层结构，且致密功能层和支撑层的界面为连续结构。

(b)所述的致密功能层和支撑层都是多孔结构，其中致密功能层的有效孔径在1-1000纳米之间。

(c)所述的致密功能层主要成分为聚砜族嵌段共聚物。聚砜族嵌段共聚物由亲水嵌段A和聚砜族高分子嵌段B通过化学键合形成的嵌段共聚物，其中亲水性嵌段A为聚乙二醇、超支化聚甘油醚、聚丙二醇、聚乙二醇单甲醚、聚丙二醇单甲醚、环糊精、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氧丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯醇、葡聚糖、壳聚糖、聚丙烯酸等高分子材料中的一种或多种，聚砜族高分子嵌段B是聚砜、聚醚砜、聚苯砜和磺化聚砜中的一种或多种。

(d)所述的支撑层可以是但不局限于高分子多孔材料，陶瓷多孔材料，金属多孔材料。

(e)所述的分离膜可为平板或中空纤维形式。

(f)所述的分离膜可用于过滤气体或液体。

所述的聚砜基嵌段共聚物分离膜，其特征在于：致密功能层是由聚砜基嵌段共聚物铸膜液通过相转化法、喷涂法、或旋涂法等制备而成。

(a)所述的铸膜液是由1-40wt％聚砜族嵌段共聚物、0-50wt％致孔剂、0-99wt％易挥发性溶剂、0-95wt％难挥发性溶剂组成；