一种分离膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种分离膜及其制备方法，所述分离膜制备方法包括，提供一聚合物微孔基膜；于所述聚合物微孔基膜的表面及其微孔内形成活性位点；于形成有所述活性位点的所述聚合物微孔基膜表面涂覆亲水物质，所述亲水物质亦进入所述聚合物微孔基膜的微孔内；对涂覆有所述亲水物质的所述聚合物微孔基膜进行热交联处理，以使所述亲水物质交联固载于所述活性位点上；对热交联处理的所述聚合物微孔基膜进行凝胶相转化，以得到所述分离膜。利用本发明专利技术，可制备抗污染性能强和化学稳定性高的亲水性分离膜；另外，本发明专利技术的制备方法，操作简单，重复性及稳定性好，可用于连续规模化生产，在生物医疗，工业水处理，家庭净水等行业具有广泛的应用前景。

A Separation Membrane and Its Preparation Method

The invention provides a separation membrane and a preparation method thereof. The separation membrane preparation method includes providing a polymer microporous basement membrane; forming an active site on the surface of the polymer microporous basement membrane and its micropore; coating a hydrophilic substance on the surface of the polymer microporous basement membrane forming the active site, and the hydrophilic substance entering the micropore of the polymer microporous basement membrane. The polymer microporous base membrane coated with hydrophilic substances is thermally cross-linked, so that the hydrophilic substance is cross-linked and immobilized on the active site; the polymer crosslinked polymer microporous base membrane is transformed into gel phase to obtain the separation membrane. The hydrophilic separation membrane with strong anti-pollution performance and high chemical stability can be prepared by using the present invention. In addition, the preparation method of the present invention has the advantages of simple operation, good repeatability and stability, and can be used for continuous large-scale production, and has broad application prospects in biomedical, industrial water treatment, household water purification and other industries.

【技术实现步骤摘要】
一种分离膜及其制备方法
本专利技术涉及高分子微孔膜分离领域，特别是涉及一种分离膜及其制备方法。
技术介绍
膜分离技术近年来发展十分迅速，作为当前解决水资源短缺，水质污染等严峻的环境问题的有效手段，受到了世界各国的普遍重视。同时，膜分离过程高效，节能，对环境无二次破坏，符合当前可持续发展的要求，并已经产生了巨大的经济效益，社会效益与环境效益。膜分离技术的重要突破口之一在于材料，膜材料的属性决定了膜的分离能力与使用周期。聚烯烃材料如聚乙烯，聚丙烯等作为热塑性树脂，具有优异的机械强度与理化性能，能耐强酸强碱及腐蚀性液体，在制备微孔薄膜材料上具有诸多优势，如膜主体厚度较低，可装填面积大；孔径及孔隙分布均匀；机械强度高，长期稳定性好等。但聚烯烃材质的低表面能，高疏水性，使得表面润湿性差，液体透过能力较低；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，分离能力下降的问题。因而对于疏水性聚烯烃材料的改性变得尤为重要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种分离膜及其制备方法，用于解决现有技术中分离膜由于疏水性及低表面张力导致的水浸润性差及水处理过程中易污染的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种分离膜，所述分离膜包括：聚合物微孔基膜，所述聚合物微孔基膜的表面及其微孔内形成有活性位点；亲水物质，所述亲水物质交联固载于所述活性位点上。在一实施例中，所述亲水物质包括聚乙烯醇，所述聚合物微孔基膜的表面的所述亲水物质的厚度介于8～40μm之间。在一实施例中，所述聚合物微孔基膜的材料包括聚乙烯，聚丙烯，聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯中的一种或其组合；所述聚合物微孔基膜的孔隙率介于30％～50％之间；所述聚合物微孔基膜的微孔的平均孔径介于0.01～0.4μm之间；所述聚合物微孔基膜的平均厚度介于5～60μm之间；所述聚合物微孔基膜的接触角介于100～130°之间；所述聚合物微孔基膜的纯水透过通量为50～900L/m2hbar。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供一种分离膜制备方法，所述制备方法包括以下步骤：提供一聚合物微孔基膜；于所述聚合物微孔基膜的表面及其微孔内形成活性位点；于形成有所述活性位点的所述聚合物微孔基膜表面涂覆亲水物质，所述亲水物质亦进入所述聚合物微孔基膜的微孔内；对涂覆有所述亲水物质的所述聚合物微孔基膜进行热交联处理，以使所述亲水物质交联固载于所述活性位点上；对热交联处理的所述聚合物微孔基膜进行凝胶相转化，以得到所述分离膜，所述聚合物微孔基膜的表面的所述亲水物质的厚度介于8～40μm之间。在一实施例中，所述聚合物微孔基膜的材料包括聚乙烯，聚丙烯，聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯中的一种或其组合；所述聚合物微孔基膜的孔隙率介于30％～50％之间；所述聚合物微孔基膜的微孔的平均孔径介于0.01～0.4μm之间；所述聚合物微孔基膜的平均厚度介于5～60μm之间；所述聚合物微孔基膜的接触角介于100～130°之间；所述聚合物微孔基膜的纯水透过通量为50～900L/m2hbar。可选地，于所述聚合物微孔基膜的表面及其微孔内形成活性位点的处理工艺包括紫外光照射处理工艺，电晕处理工艺，等离子体处理工艺，高能电子束辐照处理工艺和臭氧处理工艺中的一种或其组合。可选地，于所述聚合物微孔基膜的表面及微孔内通过形成所述活性位点的处理工艺为等离子体处理工艺；所述等离子体处理工艺的处理条件为：输出功率介于200W～1000W之间，处理时间介于1～10min之间，所用气体包括氧气，氮气，氢气，氩气和二氧化碳中任意两种的组合。可选地，所述制备方法包括：首先将形成有所述活性位点的所述微孔基膜放入浸润液中进行浸润处理，再在其表面涂覆所述亲水物质；所述浸润液包括甲醇，乙醇，异丙醇及其水溶液，其中，所述水溶液中甲醇，乙醇和异丙醇与水的比例均介于1:1～10:1之间。可选地，对涂覆有所述亲水物质的所述聚合物微孔基膜进行热交联处理时所使用的交联剂包括乙二醛、戊二醛、甲醛、对甲苯二醛、丁烯醛、草酸、丙二酸、丁二酸、柠檬酸、马来酸酐、均苯三甲酰氯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、三羟甲基氨基甲烷中的一种；所述热交联处理的温度介于45～80℃之间，所述热交联处理的时间介于5～30min之间。可选地，所述凝胶相转化的凝胶浴包括乙醇和水的混合溶液或去离子水，其中，乙醇和水的混合溶液中乙醇与水的比例介于3:7～6:4之间；所述凝胶相转化的时间介于20～60min之间。可选地，所述亲水物质包括聚乙烯醇，所述聚乙烯醇的醇解度介于80.0～99.8mol％之间，粘度介于20～60mPa·s之间，分子量介于70000～150000之间；于形成有所述活性位点的所述聚合物微孔基膜表面涂覆亲水物质的步骤包括：配置聚乙烯醇溶液，其中所述聚乙烯醇溶液中包含0.5～10wt％的聚乙烯醇，0.05～0.5wt％交联剂，1～15wt％的致孔剂，及1～5wt％的酸催化剂；于形成有所述活性位点的所述聚合物微孔基膜表面涂覆PVA溶液，所述PVA溶液亦进入所述聚合物微孔基膜的微孔内。可选地，所述致孔剂包括吐温，磷酸三乙酯，聚乙二醇，一缩二乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮中的一种。本专利技术的分离膜制备方法，采用等离子体处理的方式对聚合物微孔基膜(例如聚烯烃微孔基膜)进行预处理，于其表面及其微孔内形成稳定且可长时间保持的活性位点，为连续化生产提供了前提条件；另外，等离子体设备操作简单，成本低廉，对环境无危害，设备的工艺参数可控，对聚合物微孔基膜损伤较小，可使制备的分离膜的机械强度得以保证；进一步地，在亲水物质溶液(例如PVA溶液)中添加致孔剂，不仅改善了分离膜的亲水性，而且有效降低了亲水物质(PVA)在膜表面的堆积导致的聚合物微孔基膜孔堵塞现象，获得的分离膜孔隙率较高，使得分离膜抗污染性能强、化学稳定性高而且具有良好的亲水性，在生物医疗，工业水处理，家庭净水等行业具有广泛的应用前景。附图说明图1显示为本专利技术的分离膜的制备方法流程示意图。元件标号说明S10～S50步骤具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本专利技术提供一种分离膜，包括，聚合物微孔基膜，所述聚合物微孔基膜的表面及其微孔内形成有活性位点；亲水物质，所述亲水物质交联固载于所述活性位点上，以在所述聚合物微孔基膜的表面及其微孔内形成牢固皮层。所述聚合物微孔基膜的材料包括聚烯烃，例如可以是聚乙烯，聚丙烯，聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯中的一种或其组合；所述聚合物微孔基膜的孔隙率介于30％～50％之间；所述聚合物微孔基膜的微孔的平均孔径介于0.01～0.4μm之间；所述聚合物微孔基膜的平均厚度介于5～60μm之间；所述聚合物微孔基膜的接触角介于100～本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分离膜，其特征在于，包括：聚合物微孔基膜，所述聚合物微孔基膜的表面及其微孔内形成有活性位点；亲水物质，所述亲水物质交联固载于所述活性位点上。

【技术特征摘要】
1.一种分离膜，其特征在于，包括：聚合物微孔基膜，所述聚合物微孔基膜的表面及其微孔内形成有活性位点；亲水物质，所述亲水物质交联固载于所述活性位点上。2.根据权利要求1所述的分离膜，其特征在于，所述亲水物质包括聚乙烯醇，所述聚合物微孔基膜的表面的所述亲水物质的厚度介于8～40μm之间。3.根据权利要求1所述的分离膜，其特征在于，所述聚合物微孔基膜的孔隙率介于30％～50％之间；所述聚合物微孔基膜的微孔的平均孔径介于0.01～0.4μm之间。4.根据权利要求1-3任意一项所述的分离膜，其特征在于，所述聚合物微孔基膜的材料包括聚乙烯，聚丙烯，聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯中的一种或其组合。5.一种分离膜制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：提供一聚合物微孔基膜；于所述聚合物微孔基膜的表面及其微孔内形成活性位点；于形成有所述活性位点的所述聚合物微孔基膜表面涂覆亲水物质，所述亲水物质是进入所述聚合物微孔基膜的微孔内；对涂覆有所述亲水物质的所述聚合物微孔基膜进行热交联处理，以使所述亲水物质交联固载于所述活性位点上；对热交联处理的所述聚合物微孔基膜进行凝胶相转化，以得到所述分离膜。6.根据权利要求5所述的分离膜制备方法，其特征在于，于所述聚合物微孔基膜的表面及其微孔内形成活性位点的处理工艺包括紫外光照射处理工艺，电晕处理工艺，等离子体处理工艺，高能电子束辐照处理工艺和臭氧处理工艺中的一种或其组合。7.根据权利要求6所述的分离膜制备方法，其特征在于，于所述聚合物微孔基膜的表面及微孔内通过形成所述活性位点的处理工艺为等离子体处理工艺；所述等离子体处理工艺的处理条件为：输出功率介于200W～1000W之间，处理时间介于1～10min之间。8.根据权利要求5所述的分离膜制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：程跃，王英杰，邱长泉，
申请(专利权)人：上海恩捷新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31