一种含羧基聚醚砜和反渗透膜及其制备方法技术

技术编号:10040676 阅读:212 留言:0更新日期:2014-05-14 11:23
本发明专利技术提供了一种含羧基聚醚砜、一种含羧基聚醚砜的制备方法、由上述方法制备得到的含羧基聚醚砜、一种由上述含羧基聚醚砜制备得到的反渗透膜和一种反渗透膜的制备方法。所述含羧基聚醚砜具有式(Ⅰ)所示的结构,其中,R1-R8、R11-R24各自独立地为氢或C1-C5的烷基,R9不存在或者为C1-C5的亚烷基,R10为氢或C1-C5的烷基,m:n=0.1-10:1,所述含羧基聚醚砜的数均分子量为1万-10万。本发明专利技术提供的含有所述含羧基聚醚砜的反渗透膜具有较高的水通量和脱盐率,极具工业前景。式(Ⅰ)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含羧基聚醚砜、一种含羧基聚醚砜的制备方法、由上述方法制备得到的含羧基聚醚砜、一种由上述含羧基聚醚砜制备得到的反渗透膜、以及一种反渗透膜的制备方法。
技术介绍
聚醚砜是一种综合性能优异的特种工程塑料,具有优异的耐热性、耐辐射性、绝缘性及耐老化性等,其优异的机械性能、热稳定性及化学稳定性使其在电子仪器、机械仪表、航空航天等领域得到了广泛的应用。膜分离是在20世纪初出现,并在20世纪60年代后迅速崛起的一种分离新技术。由于膜分离技术既具有分离、浓缩、纯化和精制的功能,又具有高效、节能、环保、分子级过滤、过滤过程简单、易于控制等特征,因此,目前已被广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域,产生了巨大的经济效益和社会效益,已成为当今分离科学中最重要的手段之一。膜分离技术的核心就是分离膜。对于多孔膜来说,根据膜孔径的大小可以分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜以及反渗透膜。其中,反渗透膜因具有对有机小分子和无机盐离子的良好分离性能、安全、环保、易操作等优点而成为水处理的关键技术之一。迄今为止,反渗透膜的主要应用在于海水及苦咸水淡化、硬水软化、中水回收、工业废水处理以及超纯水制备等领域。目前,市场上90%的反渗透膜是复合膜,即,由分离层和支撑层构成。其中,复合膜的制备方法主要有:稀溶液涂覆法、界面聚合法以及等离子体聚合法等。当前广泛用于水处理行业的反渗透膜主要为醋酸纤维素膜和聚酰胺膜,即,将醋酸纤维素和聚酰胺薄膜复合到微孔支撑底膜表面得到的反渗透膜。然而,随着科技的发展,开发出新型的反渗透膜已成为研究的热点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新的含羧基聚醚砜、一种含羧基聚醚砜的制备方法、由上述方法制备得到的含羧基聚醚砜、一种由上述含羧基聚醚砜制备得到的反渗透膜、以及一种反渗透膜的制备方法。本专利技术提供了一种含羧基聚醚砜,其中,该含羧基聚醚砜具有式(Ⅰ)所示的结构:式(Ⅰ),其中,R1-R8、R11-R24各自独立地为氢或C1-C5的烷基,R9不存在或者为C1-C5的亚烷基,R10为氢或C1-C5的烷基,m:n=0.1-10:1,所述含羧基聚醚砜的数均分子量为1万-10万。本专利技术还提供了一种含羧基聚醚砜的制备方法,其中,该方法包括在缩合反应条件下、在催化剂的存在下,使具有式(Ⅱ)所示结构的双酚单体、具有式(Ⅲ)所示结构的非磺化二苯砜单体与具有式(Ⅳ)所示结构的磺化二苯砜单体反应,并将反应产物与酸性溶液接触,使得到具有式(Ⅰ)所示的结构的含羧基聚醚砜,所述含羧基聚醚砜的数均分子量为1万-10万、优选为5-8万;式(Ⅰ),式(Ⅱ),式(Ⅲ),式(Ⅳ),其中,R1-R8、R11-R24各自独立地为氢或C1-C5的烷基,R9不存在或者为C1-C5的亚烷基,R10为氢或C1-C5的烷基,R25-R28为卤素,m:n=0.1-10:1。本专利技术还提供了由上述方法制备得到的含羧基聚醚砜。本专利技术还提供了由上述含羧基聚醚砜制备得到的反渗透膜。此外,本专利技术还提供了一种反渗透膜的制备方法,其中,该制备方法包括将含有上述含羧基聚醚砜和溶剂的铸膜液均匀涂覆在基体上形成初生膜,并将所述初生膜中的溶剂去除。本专利技术的专利技术人发现,由具有式(Ⅰ)所示结构的含羧基聚醚砜制备得到的反渗透膜具有较高的水通量和脱盐率,极具工业前景。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术,但并不构成对本专利技术的限制。在附图中:图1为由制备例1得到的含羧基聚醚砜的核磁氢谱图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术,并不用于限制本专利技术。本专利技术提供的含羧基聚醚砜具有式(Ⅰ)所示的结构:式(Ⅰ),其中,R1-R8、R11-R24各自独立地为氢或C1-C5的烷基,R9不存在或者为C1-C5的亚烷基,R10为氢或C1-C5的烷基,m:n=0.1-10:1,所述含羧基聚醚砜的数均分子量为1万-10万;优选地,R1-R8、R11-R24为氢,R9为C1-C3的亚烷基,R10为C1-C3的烷基,m:n=0.4-4:1,所述含羧基聚醚砜的数均分子量为5万-8万。其中,m表示相对于1mol的含羧基聚醚砜,结构单元(Ⅴ)的摩尔数;n表示相对于1mol的含羧基聚醚砜,结构单元(Ⅵ)的摩尔数;需要说明的是,上述式(Ⅰ)仅用于表示含羧基磺化聚醚砜的结构单元的种类和比例,并不表示结构单元之间的连接关系,也就是说,上述含羧基聚醚砜可以为无规共聚物,也可以为嵌段共聚物。根据本专利技术,所述C1-C5的烷基的具体实例可以为但不限于:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基和新戊基;所述C1-C5的亚烷基的具体实例可以为但不限于:亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基和亚戊基。本专利技术的专利技术人在研究中发现,由特定的R1-R24配合所组成的含羧基聚醚砜制备得到的反渗透膜具有更高的水通量和脱盐率,因此,优选地,R1-R8为氢,R9为亚乙基,R10为甲基,R11-R24为氢;或者,R1-R8为氢,R9为亚乙基,R10为乙基,R11-R24为氢;或者,R1-R8为氢,R9为亚乙基,R10为丙基,R11-R24为氢。本专利技术提供的含羧基聚醚砜的制备方法包括在缩合反应条件下、在催化剂的存在下,使具有式(Ⅱ)所示结构的双酚单体、具有式(Ⅲ)所示结构的非磺化二苯砜单体与具有式(Ⅳ)所示结构的磺化二苯砜单体反应,并将反应产物与酸性溶液接触,使得到具有式(Ⅰ)所示的结构的含羧基聚醚砜,所述含羧基聚醚砜的数均分子量为1万-10万、优选为5-8万;式(Ⅰ),式(Ⅱ),式(Ⅲ),式(Ⅳ),其中,R1-R8、R11-R24各自独立地为氢或C1-C5的烷基,R9不存在或者C1-C5的亚烷基,R10为氢或C1-C5的烷基,R25-R28为卤素,m:n=0.1-10:1;优选地,R1-R8、R11-R24为氢,R9为C1-C3的亚烷基,R10为C1-C3的烷基,R25-R28各自独立地为氟或氯,m:n=0.4-4:1。如上所述,所述C1-C5的烷基的具体实例可以为但不限于:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、本文档来自技高网
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一种<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/41/201210422076.html" title="一种含羧基聚醚砜和反渗透膜及其制备方法原文来自X技术">含羧基聚醚砜和反渗透膜及其制备方法</a>

【技术保护点】
一种含羧基聚醚砜,其特征在于,该含羧基聚醚砜具有式(Ⅰ)所示的结构:式(Ⅰ),其中,R1‑R8、R11‑R24各自独立地为氢或C1‑C5的烷基,R9不存在或者为C1‑C5的亚烷基,R10为氢或C1‑C5的烷基,m:n=0.1‑10:1,所述含羧基聚醚砜的数均分子量为1万‑10万;优选地,R1‑R8、R11‑R24为氢,R9为C1‑C3的亚烷基,R10为C1‑C3的烷基,m:n=0.4‑4:1,所述含羧基聚醚砜的数均分子量为5万‑8万。

【技术特征摘要】
1.一种含羧基聚醚砜,其特征在于,该含羧基聚醚砜具有式(Ⅰ)所
示的结构:
式(Ⅰ),
其中,R1-R8、R11-R24各自独立地为氢或C1-C5的烷基,R9不存在或者为
C1-C5的亚烷基,R10为氢或C1-C5的烷基,m:n=0.1-10:1,所述含羧基聚
醚砜的数均分子量为1万-10万;优选地,R1-R8、R11-R24为氢,R9为C1-C3的亚烷基,R10为C1-C3的烷基,m:n=0.4-4:1,所述含羧基聚醚砜的数均
分子量为5万-8万。
2.根据权利要求1所述的含羧基聚醚砜,其中,
R1-R8为氢,R9为亚乙基,R10为甲基,R11-R24为氢;或者,
R1-R8为氢,R9为亚乙基,R10为乙基,R11-R24为氢;或者,
R1-R8为氢,R9为亚乙基,R10为丙基,R11-R24为氢。
3.一种含羧基聚醚砜的制备方法,其中,该方法包括在缩合反应条件
下、在催化剂的存在下,使具有式(Ⅱ)所示结构的双酚单体、具有式(Ⅲ)
所示结构的非磺化二苯砜单体与具有式(Ⅳ)所示结构的磺化二苯砜单体反
应,并将反应产物与酸性溶液接触,使得到具有式(Ⅰ)所示结构的含羧基
聚醚砜,所述含羧基聚醚砜的数均分子量为1万-10万、优选为5-8万;
式(Ⅰ),
式(Ⅱ),
式(Ⅲ),
式(Ⅳ),
其中,R1-R8、R11-R24各自独立地为氢或C1-C5的烷基,R9不存在或者为
C1-C5的亚烷基,R10为氢或C1-C5的烷基,R25-R28为卤素,m:n=0.1-10:1;
优选地,R1-R8、R11-R24为氢,R9为C1-C3的亚烷基,R10为C1-C3的烷基,
R25-R28各自独立地为氟或氯,m:n=0.4-4:1。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其中,所述双酚单体的摩尔数与
非磺化二苯砜单体和磺化二苯砜单体的总摩尔数的比值为0.8-1.2:1;优选
地,所述非磺化二苯砜单体与磺化二苯砜单体的摩尔比为0.1-10:1、优选
为0.4-4:1。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法,其中,所述双酚单体选自4,4′-
双(4-羟苯基)-2-戊酸、4,4′-双(4-羟苯基)-3-己酸和4,4′-双(4-羟苯基)
-4-庚酸中的一种或多种;优选地,所述非磺化二苯砜...

【专利技术属性】
技术研发人员:张杨刘轶群潘国元郭敏严昊
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司中国石油化工股份有限公司北京化工研究院
类型:发明
国别省市:北京;11

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