一种提高复合反渗透膜耐污染性的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高复合反渗透膜耐污染性的方法。其主要技术特性在于：在由基层无纺布、多孔支撑层及功能脱盐层组成的复合反渗透膜的表面涂覆一层亲水涂层，功能脱盐层中混有端氨基聚乙二醇，亲水涂层是由端氨基聚乙二醇与多羟基聚醚多元醇或聚乙烯醇交联而成。采用此方法在复合膜表面涂覆一层交联的亲水涂层，增加了膜的亲水性和表面光滑度，提高了抗污染能力，交联的亲水涂层具有一定的机械强度与稳定性，而且亲水涂层通过分子链段嵌合的方式固定在脱盐层表面，使得抗污染改性效果更加稳定持久。

A method to improve the pollution resistance of composite reverse osmosis membrane

【技术实现步骤摘要】
一种提高复合反渗透膜耐污染性的方法
本专利技术涉及一种提高复合反渗透膜耐污染性的方法，属于复合反渗透膜制造领域。
技术介绍
反渗透技术是以压力差为推动力，从水溶液中分离出水的高端水处理技术，是当今最先进、节能且有效的分离技术之一，已被广泛应用于饮用水纯化、废水资源化、海水淡化等多个领域。目前反渗透膜应用技术面临的最大挑战就是原水中的污染物对分离膜的污染，会导致反渗透膜透水率的降低，使用周期的缩短。目前最简单、常见的提高抗污染性的方法是通过在复合膜表面涂覆一层亲水性聚合物，通过增加反渗透膜的表面亲水性来提升膜的抗污染性。如CN1213985A、CN101130444A等在脱盐层表面上涂覆一层聚乙烯醇，CN102363113A涂覆环氧与聚醚多元醇的混合物。但大多由于所涂覆的聚合物交联程度低且涂层与复合膜表面结合力低，致使复合膜的亲水层和脱盐层的结合强度低，亲水层易脱落，影响亲水改性效果。因此，研究一种工艺相对简单、亲水改性效果稳定且不影响渗透性能的反渗透膜成为提升反渗透膜抗污染的关键所在。
技术实现思路
本专利技术针对传统反渗透膜存在的亲水性差、亲水涂层粘附强度低、亲水改性方法存在缺陷等问题，提出一种工艺操作简单的复合反渗透膜的生产方法。产品具有特殊的微观互嵌结构，并具有耐污染性强，使用寿命长及高脱盐率和水通量等优点。本专利技术技术方案如下：一种提高复合反渗透膜耐污染性的方法，其特征在于，复合反渗透膜由无纺布、多孔支撑层、功能脱盐层和亲水涂层组成，其功能脱盐层和亲水涂层存在分子链段嵌合，不是传统的简单层层物理粘合。所述功能脱盐层通过胺类和均酰氯的界面聚合反应来制备，在胺类的溶液中混有端氨基聚乙二醇（HO-PEG-NH3）单体。而亲水涂层是由端氨基聚乙二醇与多羟基聚醚多元醇或聚乙烯醇交联而成的，具体制备方法如下：1.聚合物铸膜液的制备：将聚合物、致孔剂以一定的比例溶于有机溶剂中，升温到30-90℃，搅拌溶解1-24h，在-80KPa的真空度下静置脱泡4-48h，从而得到聚合物铸膜液。2.反渗透膜基膜的制备：将步骤1中的铸膜液涂于无纺布上，再浸入凝固浴中使聚合物分相，用去离子水多次冲洗，得到反渗透膜基膜。3.配制水相A溶液：将平均聚合度为n=1000~3500的端氨基聚乙二醇单体和胺类单体溶于去离子水中，调节PH值在8-12，搅拌至溶解完全。4.配制有机相B溶液：将酰氯单体溶于有机溶剂中，搅拌至充分溶解。5.界面反应：将步骤2中的基膜浸入A溶液中，浸渍时间1~100s，沥干表面水珠，再浸入B溶液中，浸渍时间为1~200s，得到初生复合反渗透膜。6.涂覆液的配制：将1~3wt%的多羟基聚醚多元醇或聚乙烯醇、0.5~1.5wt%的交联剂和0.5~1.5wt%的催化剂溶解于纯水中，充分搅拌至完全溶解而制成涂覆液。7.将步骤6得到的涂覆液涂覆在步骤5得到的初生复合反渗透膜的表面，在90~120℃进行交联固化，从而制备出含亲水涂层的复合反渗透膜。所述步骤6中的多羟基聚醚多元醇或聚乙烯醇的聚合度在500~3000之间；交联剂为多官能团醛、多官能团酸或酸酐，具体可为丁二醛、戊二醛或马来酸酐等；催化剂为盐酸。本专利技术与现有技术相比，其优点在于：1.在聚酰胺脱盐层的表面涂覆由多羟基聚醚多元醇或聚乙烯醇组成的亲水涂层，并用交联剂进行交联，交联使涂层具有更高的机械强度与稳定性，涂层中聚合物分子链上大量的羟基提高了复合膜的亲水性且增加了表面光滑度，强化了耐污染性，从而延长了膜的使用寿命；2.在脱盐层中引入端氨基聚乙二醇，在界面聚合反应过程中，端氨基聚乙二醇的端氨基可参与胺类与酰氯类单体的聚合反应，从而稳定附着在生成的聚酰胺脱盐层中，而另一端暴露在脱盐层外的羟基可与多羟基聚醚多元醇或聚乙烯醇通过交联剂进行交联，使得亲水涂层通过分子链段嵌合与脱盐层相连接，可形成牢固有效的抗污染层，抗污染改性效果更加稳定持久。具体实施方式为了加深对本专利技术理解，下面结合实施例对本专利技术的方案作具体说明，该实施例仅用作解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。实施例11.聚合物铸膜液的制备：将180g聚砜、20g聚乙二醇分散于800gN,N-二甲基甲酰胺中，升温到80℃，搅拌溶解12h，在-80KPa的真空度下静置脱泡12h，从而得到聚合物铸膜液。2.基膜的制备：将步骤1的铸膜液涂于无纺布上，再浸入20℃的去离子水凝固浴中使聚合物分相，得到复合基膜，继续用去离子水多次冲洗去除残留溶剂。3.配制水相A溶液：将平均聚合度为n=1000的端氨基聚乙二醇单体15g和35g间苯二胺单体溶于950去离子水中，调节PH值在8-12，搅拌至溶解完全。4.配制有机相B溶液：将20g均苯三甲酰氯单体溶于980g环己烷中，搅拌至充分溶解。5.界面反应：将步骤2中的基膜在步骤3中制备的A溶液中浸泡30s，沥干表面水珠，再浸入步骤4中制备的B溶液中，浸渍时间为20s，得到初生复合反渗透膜。6.涂覆液的配制：平均聚合度为n=1000的聚乙烯醇2g、戊二醛1g和盐酸1g溶解于96g纯水中，充分搅拌至完全溶解而制成涂覆液。7.将步骤6得到的涂覆液涂覆在步骤5中得到的初生复合反渗透膜的表面，在100℃进行交联固化25min，从而制备出含亲水涂层的复合反渗透膜。实施例21.聚合物铸膜液的制备：将180g聚砜、20g聚乙烯吡咯烷酮分散于800gN,N-二甲基甲酰胺中，升温到80℃，搅拌溶解12h，在-80KPa的真空度下静置脱泡12h，从而得到聚合物铸膜液。2.基膜的制备：将步骤1的铸膜液涂于无纺布上，再浸入20℃的去离子水凝固浴中使聚合物分相，得到复合基膜，继续用去离子水多次冲洗去除残留溶剂。3.配制水相A溶液：将平均聚合度为n=2000的端氨基聚乙二醇单体15g和35g间苯二胺单体溶于950去离子水中，调节PH值在8-12，搅拌至溶解完全。4.配制有机相B溶液：将20g均苯三甲酰氯单体溶于980g环己烷中，搅拌至充分溶解。5.界面反应：将步骤2中的基膜在步骤3中制备的A溶液中浸泡30s，沥干表面水珠，再浸入步骤4中制备的B溶液中，浸渍时间为20s，得到初生复合反渗透膜。6.涂覆液的配制：平均聚合度为n=2000的聚乙烯醇2g、丁二醛1.5g和盐酸1.5g溶解于95g纯水中，充分搅拌至完全溶解而制成涂覆液。7.将步骤6得到的涂覆液涂覆在步骤5中得到的初生复合反渗透膜的表面，在120℃进行交联固化25min，从而制备出含亲水涂层的复合反渗透膜。实施例31.聚合物铸膜液的制备：将180g聚砜、20g聚乙烯醇分散于800gN,N-二甲基甲酰胺中，升温到80℃，搅拌溶解12h，在-80KPa的真空度下静置脱泡12h，从而得到聚合物铸膜液。2.基膜的制备：将步骤1的铸膜液涂于无纺布上，再浸入20℃的去离子水凝固浴中使聚合物分相，得到复合基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高复合反渗透膜耐污染性的方法，该方法是在聚砜超滤膜的表面涂敷混有端氨基聚乙二醇的胺类溶液，阴干后与酰氯溶液接触，胺类和酰氯发生界面聚合反应，得到聚酰胺功能脱盐层，埋在脱盐层中的端氨基聚乙二醇再与羟基聚醚多元醇或聚乙烯醇交联形成亲水涂层，从而制备出耐污染性复合反渗透膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高复合反渗透膜耐污染性的方法，该方法是在聚砜超滤膜的表面涂敷混有端氨基聚乙二醇的胺类溶液，阴干后与酰氯溶液接触，胺类和酰氯发生界面聚合反应，得到聚酰胺功能脱盐层，埋在脱盐层中的端氨基聚乙二醇再与羟基聚醚多元醇或聚乙烯醇交联形成亲水涂层，从而制备出耐污染性复合反渗透膜。


2.如权利要求1所述的一种提高复合反渗透膜耐污染性的方法，其特征在于，其功能脱盐层和亲水涂层由分子链段嵌合和物...

【专利技术属性】
技术研发人员：王薇，王宇，于湉，
申请(专利权)人：天津天元新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12