纯化分子量超滤膜及其制备方法和窄化PTMEG分子量的方法和应用技术

本发明专利技术涉及过滤膜及其制备方法和应用技术领域，是一种纯化分子量超滤膜及其制备方法和窄化PTMEG分子量的方法和应用，该纯化分子量超滤膜按下述方法得到：第一步，向对苯二甲酸的1,4‑丁二醇溶液中加入催化剂进行预聚，随后加入聚四氢呋喃醚二醇进行缩聚成膜液。本发明专利技术所述的纯化分子量超滤膜应用于PTMEG分子量的窄化时，不仅能够脱除低分子量的PTMEG，而且也能够脱除高分子的PTMEG，通过本发明专利技术所述的纯化分子量超滤膜能够完成对PTMEG分子量的窄化，可使根据本发明专利技术得到的纯化分子量超滤膜对分子量小于2000的PTMEG的脱除率达到93%至98%，根据本发明专利技术得到的纯化分子量超滤膜具有更好的窄化PTMEG分子量的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及过滤膜及其制备方法和应用
，是一种纯化分子量超滤膜及其制备方法和窄化PTMEG分子量的方法和应用。
技术介绍
（聚四亚甲基醚二醇）是由单体四氢呋喃(THF)在催化剂的存在下，经阳离子开环聚合得到的均聚物，是一种伯羟端基的线性聚醚二醇，以柔顺性好、力学性能佳、耐老化和耐水解等特性广泛用于生产聚氨酯弹性体、氨纶和酯醚共聚弹性体，国内80%以上的消费市场是氨纶，占原料用量的70%至80%，因此PTMEG的产品品质直接影响着氨纶及下游产品的性能及质量。目前国际上规模化生产的PTMEG工艺主要有全氟磺酸法和杂多酸法催化合成工艺，其中，前者产品以杂质含量少、分子量分布范围较宽而被下游氨纶生产商广泛接受，占有80%氨纶市场，而后者因其杂质含量较多、分子量分布范围较窄、同等条件下粘度较大不易聚合，只能在特定的领域才能应用,所占市场份额较少。氨纶生产工艺中，低聚物含量不但会对氨纶的产品品质产生影响，还会对下游印染和纺织行业产生重要影响，其含量高会导致染色不均、绕纱困难及断纱等现象，而低聚物含量主要来自于PTMEG中小分子聚合物或环状低聚物，因此PTMEG分子量窄化就显得尤为重要。目前，PTMEG窄化都采用蒸馏方式，其在高真空氮气保护条件下通过蒸馏的方式把低分子量PTMEG样品分离，该法要求在较高真空度条件下蒸馏，不仅具有真空度要求高、能耗高、操作条件不易控制等缺点，温度过高会导致PTMEG的分解，而且对低分子量PTMEG的脱除率不高，有待进一步提高。聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)简称PVP，是一种非离子型高分子化合物，PVP作为一种合成水溶性高分子化合物，具有水溶性高分子化合物的一般性质，胶体保护作用、成膜性、粘结性、吸湿性、增溶或凝聚作用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种纯化分子量超滤膜及其制备方法和窄化PTMEG分子量的方法和应用，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有PTMEG窄化方法存在对低分子量PTMEG的脱除率不高的问题。本专利技术的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种纯化分子量超滤膜，按下述方法得到：第一步，向质量百分比为10%至15%的对苯二甲酸的1,4-丁二醇溶液中加入催化剂进行预聚，随后加入聚四氢呋喃醚二醇进行缩聚成膜液，其中，每2升的质量百分比为10%至15%的对苯二甲酸的1,4-丁二醇溶液中加入0.15g至0.17g的催化剂和100g的聚四氢呋喃醚二醇；第二步，向膜液中依序加入分散剂和分子量为200至4000的PVP纳米颗粒搅拌均匀后得到混合膜液，其中，每2升的膜液中加入2mg至4mg的分散剂和2g至3g的分子量为200至4000的PVP纳米颗粒；第三步，以孔径为0.15微米至10微米的过滤膜为基底，将混合膜液涂覆在过滤膜上，然后在过滤膜的表层刮10微米至12微米厚的湿膜，并在氮气保护和温度为75℃至80℃的条件下蒸发溶剂直至湿膜变成干膜；第四步，将干膜放入水中浸泡，使干膜上的PVP纳米颗粒溶解于水中，当浸泡过干膜后的水中无法检测出PVP时，将浸泡过的干膜烘干，烘干后的干膜的孔径为0.1纳米至10微米；第五步，在与基底相对的烘干后的干膜的表面覆盖孔径为0.15微米至10微米的过滤膜后得到纯化分子量超滤膜。下面是对上述专利技术技术方案之一的进一步优化或/和改进：上述催化剂为钛酸四丁酯；或/和，分散剂为石墨烯。上述过滤膜为醋酸纤维素膜或PVDF膜。上述分子量为200至4000的PVP纳米颗粒按下述方法得到：第一步，将有机溶剂、乙烯基吡咯烷酮和双氧水按摩尔比为30至60:3至5:1至20的比例配制得到混合液；第二步，向混合液中加入质量百分比为12%至20%的引链剂溶液和质量百分比为0.001%的聚合助剂溶液，其中，每升混合液中加入5mL质量百分比为12%至20%引链剂溶液和2mL至4mL质量百分比为0.001%的聚合助剂溶液；第三步，向第二步得到的溶液中加入pH调节剂，通过pH调节剂将第二步得到的溶液pH值调节为5.0至8.0，然后，将pH值为5.0至8.0的溶液在氮气保护作用下反应，反应温度为60℃至75℃，反应压力为0.1MPa至0.3MPa，测试反应液的乙烯基吡咯烷酮含量，当乙烯基吡咯烷酮在反应液中的质量百分比小于0.02%时，向反应液中加入链终止剂，接着，采用惰性气体对加入链终止剂后的反应液进行喷雾干燥后得到分子量为200至4000的PVP纳米颗粒，其中，每升的混合液中加入0.2克至0.34克的链终止剂，喷雾干燥的温度为80℃至220℃。上述有机溶剂为异丙醇、甲醇、乙醇、N-甲基吡咯烷酮、丙酮和环己烷中的一种；或/和，引链剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰和叔丁羟基过氧化物中的一种，引链剂溶液以异丙醇或乙醇为溶剂；或/和，聚合助剂为硫酸铜、碳酸锂和四氯化钛中的一种，聚合助剂溶液以乙醇或水为溶剂；或/和，pH调节剂为氨水、氢氧化四丁铵、氢氧化四甲铵和三乙胺中的一种；或/和，链终止剂为山梨酸、酒石酸、苹果酸、枸椽酸、木质酸和咖啡酸中的一种；或/和，惰性气体为氮气、氩气和氦气中的一种。上述分子量为200至4000的PVP纳米颗粒制备方法的第三步中，反应过程中对反应液进行搅拌，搅拌速度为300rpm至3000rpm，搅拌4小时至4.5小时后，测试反应液中乙烯基吡咯烷酮的含量。本专利技术的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种技术方案之一所述的纯化分子量超滤膜的制备方法，按下述方法进行：第一步，向质量百分比为10%至15%的对苯二甲酸的1,4-丁二醇溶液中加入催化剂进行预聚，随后加入聚四氢呋喃醚二醇进行缩聚成膜液，其中，每2升的质量百分比为10%至15%的对苯二甲酸的1,4-丁二醇溶液中加入0.15g至0.17g的催化剂和100g的聚四氢呋喃醚二醇；第二步，向膜液中依序加入分散剂和分子量为200至4000的PVP纳米颗粒搅拌均匀后得到混合膜液，其中，每2升的膜液中加入2mg至4mg的分散剂和2g至3g的分子量为200至4000的PVP纳米颗粒；第三步，以孔径为0.15微米至10微米的过滤膜为基底，将混合膜液涂覆在过滤膜上，然后在过滤膜的表层刮10微米至12微米厚的湿膜，并在氮气保护和温度为75℃至80℃的条件下蒸发溶剂直至湿膜变成干膜；第四步，将干膜放入水中浸泡，使干膜上的PVP纳米颗粒溶解于水中，当浸泡过干膜后的水中无法检测出PVP时，将浸泡过的干膜烘干，烘干后的干膜的孔径为0.1纳米至10微米；第五步，在与基底相对的烘干后的干膜的表面覆盖孔径为0.15微米至10微米的过滤膜后得到纯化分子量超滤膜。下面是对上述专利技术技术方案之二的进一步优化或/和改进：上述催化剂为钛酸四丁酯；或/和，分散剂为石墨烯。上述过滤膜为醋酸纤维素膜或PVDF膜。上述分子量为200至4000的PVP纳米颗粒按下述方法得到：第一步，将有机溶剂、乙烯基吡咯烷酮和双氧水按摩尔比为30至60:3至5:1至20的比例配制得到混合液；第二步，向混合液中加入质量百分比为12%至20%的引链剂溶液和质量百分比为0.001%的聚合助剂溶液，其中，每升混合液中加入5mL质量百分比为12%至20%引链剂溶液和2mL至4mL质量百分比为0.001%的聚合助剂溶液；第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纯化分子量超滤膜，其特征在于按下述方法得到：第一步，向质量百分比为10%至15%的对苯二甲酸的1,4‑丁二醇溶液中加入催化剂进行预聚，随后加入聚四氢呋喃醚二醇进行缩聚成膜液，其中，每2升的质量百分比为10%至15%的对苯二甲酸的1,4‑丁二醇溶液中加入0.15g至0.17g的催化剂和100g的聚四氢呋喃醚二醇；第二步，向膜液中依序加入分散剂和分子量为200至4000的PVP纳米颗粒搅拌均匀后得到混合膜液，其中，每2升的膜液中加入2mg至4mg的分散剂和2g至3g的分子量为200至4000的PVP纳米颗粒；第三步，以孔径为0.15微米至10微米的过滤膜为基底，将混合膜液涂覆在过滤膜上，然后在过滤膜的表层刮10微米至12微米厚的湿膜，并在氮气保护和温度为75℃至80℃的条件下蒸发溶剂直至湿膜变成干膜；第四步，将干膜放入水中浸泡，使干膜上的PVP纳米颗粒溶解于水中，当浸泡过干膜后的水中无法检测出PVP时，将浸泡过的干膜烘干，烘干后的干膜的孔径为0.1纳米至10微米；第五步，在与基底相对的烘干后的干膜的表面覆盖孔径为0.15微米至10微米的过滤膜后得到纯化分子量超滤膜。

【技术特征摘要】
1.一种纯化分子量超滤膜，其特征在于按下述方法得到：第一步，向质量百分比为10%至15%的对苯二甲酸的1,4-丁二醇溶液中加入催化剂进行预聚，随后加入聚四氢呋喃醚二醇进行缩聚成膜液，其中，每2升的质量百分比为10%至15%的对苯二甲酸的1,4-丁二醇溶液中加入0.15g至0.17g的催化剂和100g的聚四氢呋喃醚二醇；第二步，向膜液中依序加入分散剂和分子量为200至4000的PVP纳米颗粒搅拌均匀后得到混合膜液，其中，每2升的膜液中加入2mg至4mg的分散剂和2g至3g的分子量为200至4000的PVP纳米颗粒；第三步，以孔径为0.15微米至10微米的过滤膜为基底，将混合膜液涂覆在过滤膜上，然后在过滤膜的表层刮10微米至12微米厚的湿膜，并在氮气保护和温度为75℃至80℃的条件下蒸发溶剂直至湿膜变成干膜；第四步，将干膜放入水中浸泡，使干膜上的PVP纳米颗粒溶解于水中，当浸泡过干膜后的水中无法检测出PVP时，将浸泡过的干膜烘干，烘干后的干膜的孔径为0.1纳米至10微米；第五步，在与基底相对的烘干后的干膜的表面覆盖孔径为0.15微米至10微米的过滤膜后得到纯化分子量超滤膜。2.根据权利要求1所述的纯化分子量超滤膜，其特征在于催化剂为钛酸四丁酯；或/和，分散剂为石墨烯。3.根据权利要求1或2所述的纯化分子量超滤膜，其特征在于过滤膜为醋酸纤维素膜或PVDF膜。4.根据权利要求1或2所述的纯化分子量超滤膜，其特征在于分子量为200至4000的PVP纳米颗粒按下述方法得到：第一步，将有机溶剂、乙烯基吡咯烷酮和双氧水按摩尔比为30至60:3至5:1至20的比例配制得到混合液；第二步，向混合液中加入质量百分比为12%至20%的引链剂溶液和质量百分比为0.001%的聚合助剂溶液，其中，每升混合液中加入5mL质量百分比为12%至20%引链剂溶液和2mL至4mL质量百分比为0.001%的聚合助剂溶液；第三步，向第二步得到的溶液中加入pH调节剂，通过pH调节剂将第二步得到的溶液pH值调节为5.0至8.0，然后，将pH值为5.0至8.0的溶液在氮气保护作用下反应，反应温度为60℃至75℃，反应压力为0.1MPa至0.3MPa，测试反应液的乙烯基吡咯烷酮含量，当乙烯基吡咯烷酮在反应液中的质量百分比小于0.02%时，向反应液中加入链终止剂，接着，采用惰性气体对加入链终止剂后的反应液进行喷雾干燥后得到分子量为200至4000的PVP纳米颗粒，其中，每升的混合液中加入0.2克至0.34克的链终止剂，喷雾干燥的温度为80℃至220℃。5.根据权利要求3所述的纯化分子量超滤膜，其特征在于分子量为200至4000的PVP纳米颗粒按下述方法得到：第一步，将有机溶剂、乙烯基吡咯烷酮和双氧水按摩尔比为30至60:3至5:1至20的比例配制得到混合液；第二步，向混合液中加入质量百分比为12%至20%的引链剂溶液和质量百分比为0.001%的聚合助剂溶液，其中，每升混合液中加入5mL质量百分比为12%至20%引链剂溶液和2mL至4mL质量百分比为0.001%的聚合助剂溶液；第三步，向第二步得到的溶液中加入pH调节剂，通过pH调节剂将第二步得到的溶液pH值调节为5.0至8.0，然后，将pH值...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈德义，孙彦平，王明洪，马继勇，柏兴龙，
申请(专利权)人：新疆蓝山屯河能源有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65