一种改性聚酰胺膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种改性聚酰胺膜及其制备方法，其制备方法为：(1)将含有嘧啶或嘌呤化合物的溶液涂布在初生态聚酰胺膜表面；(2)将涂布完嘧啶或嘌呤化合物的聚酰胺膜加热，完成反应；(3)反应完成的聚酰胺膜涂布嘌呤或嘧啶化合物的溶液，完成碱基配对，得到嘧啶和嘌呤化合物改性聚酰胺膜。本发明专利技术方法工艺简单，易操作，所得到的聚酰胺膜不仅具有更好的截盐率和通量，而且脱硼性能和耐氯性能得到提高。而且脱硼性能和耐氯性能得到提高。

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚酰胺膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于膜
，涉及一种改性聚酰胺膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰胺膜常用于流体过滤膜,比较典型的应用是Cadotte等人在US4277344中公布的反渗透膜的制备，采用了多孔聚砜作为支撑层，先让膜浸润水相多元胺溶液，一般含有间苯二胺，均苯三胺，哌嗪，脂肪族胺，聚醚胺等，然后涂布多元酰氯的烷烃溶液，一般含有均苯三甲酰氯，间苯二甲酰氯，对苯二甲酰氯等，通过界面聚合反应得到超薄的聚酰胺层，该功能层仅允许水分子透过，而盐离子被截留，被广泛用于海水淡化，苦咸水脱盐，污水处理等领域。
[0003]为了改变聚酰胺膜的分离性能，一般采用在界面聚合配方中加入添加剂，对聚酰胺膜进行化学处理，增加涂层等方法。例如CN107398189A就公布了一种采用二次界面聚合法，利用含水通道蛋白的水相溶液与初生态的聚酰胺膜表面残留的未反应酰氯基团反应，制备含水通道蛋白反渗透膜的方法，该方法在不影响膜截盐率的前提下，提高了膜通量，但是采用的水通道蛋白原料较难获得。CN107398189A公布了一种利用二次界面聚合法制备聚酯聚酰胺两性电荷复合纳滤膜的方法，利用含聚乙烯亚胺的水相溶液与初生态的聚酰胺膜表面残留的未反应酰氯基团反应，该方法得到的膜片对氯化钠无法实现较高的截留。CN109647224A公布了一种利用二次界面聚合法得到耐氯聚酰胺复合反渗透膜的方法，利用活性酰氯反应物与初生态的聚酰胺层残留胺基反应，形成完全以羧基封端的聚酰胺层，得到了抗氯复合膜。US 8733558B2公布了一种利用含有双胍类化合物和聚环氧烷涂层的聚酰胺膜制备方法，CN102917775B公布了一种含有咪唑类化合物和聚环氧烷涂层的聚酰胺膜制备方法，CN101605592B公布了一种利用含有噁唑啉/噻唑林基化合物、衍生物和聚合物的涂层改性聚酰胺膜的方法，经过改性后的聚酰胺膜，可以实现提高某些种类物质的截留率，降低膜片污染，提高抗菌性等效果。以上公开资料表明，利用涂层改性聚酰胺是较为有效的技术路线，但上述技术路线，均存在工艺路线复杂(包含两个或两个以上的反应物)，或者原料较难获得(例如噁唑啉和噻唑林类化合物及其聚合物)，因此需要更为简单，经济有效的技术路线来实现同等的功能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种改性聚酰胺膜及其制备方法，制备工艺简单，原料来源广泛且得到的改性聚酰胺膜具有良好的纯水通量、截留能力及耐氯能力。
[0005]为实现以上专利技术目的，本专利技术技术方案如下：
[0006]一种改性聚酰胺膜的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)将含有嘧啶或嘌呤类化合物的溶液涂布在初生态聚酰胺膜表面；
[0008](2)将涂布完嘧啶或嘌呤类化合物的聚酰胺膜加热，完成反应；
[0009](3)反应完成的聚酰胺膜涂布嘌呤或嘧啶化合物的溶液，完成碱基配对，得到嘧啶和嘌呤类化合物改性聚酰胺膜。
[0010]将含有嘧啶或嘌呤类改性化合物的溶液与初生态膜表面残留的未反应的多元酰氯和未参与交联的酰氯基团发生界面聚合反应，使嘧啶或嘌呤类化合物结合到聚酰胺分子网络中,得到初生改性聚酰胺膜，通过二次涂布嘌呤或嘧啶类化合物溶液，聚酰胺膜表面的嘧啶和嘌呤发生碱基配对，得到最终的改性聚酰胺膜。
[0011]需要注意的是若步骤(1)中使用嘧啶类化合物，则步骤(3)中使用嘌呤类化合物，同理，若步骤(1)中使用嘌呤类化合物，则步骤(3)中使用嘧啶类化合物。
[0012]本专利技术方法中，步骤(1)中，所述嘧啶化合物为胞嘧啶、2,4-二胺基-6-羟基嘧啶、三胺基嘧啶中的一种或多种，所述嘌呤化合物为腺嘌呤、鸟嘌呤、异鸟嘌呤中的一种或多种。
[0013]本专利技术方法中，步骤(1)中，所述嘧啶或嘌呤化合物溶液质量百分含量组成为：嘧啶或嘌呤化合物0.02～6％、溶剂94～99.8％，优选地，所述嘧啶或嘌呤化合物的质量分数为0.05～0.8％。优选所述溶剂为水或者醇类的一种或多种，醇通常可以是乙醇或异丙醇。-[0014]本专利技术方法中，步骤(1)中，所述初生态聚酰胺膜，为完成界面聚合后，采用某种方式除去多余油相溶剂后的聚酰胺膜，常见方式为风刀、水刀、烘箱加热等。界面聚合操作参考专利US4277344，例如：首先制备聚砜基膜，具体为采用15％wt比例的聚砜溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，将聚砜溶液涂布在玻璃板上浸没在水中，聚砜固化得到基膜，接下来进行界面聚合，基膜进入2wt％的间苯二胺水溶液，取出基膜后除去表面多余胺液，浸没在0.1wt％的均苯三甲酰氯的正庚烷溶液中，反应10秒，取出膜片，等正庚烷挥发完全，即完成界面聚合步骤。
[0015]本专利技术方法中，步骤(1)中，含有嘧啶或嘌呤化合物的溶液涂布厚度为10～200微米，溶液温度为20～70摄氏度。
[0016]本专利技术方法中，步骤(2)中，加热温度为50～120℃，停留时间5～60秒。
[0017]本专利技术方法中，步骤(3)中，所述嘌呤化合物为腺嘌呤、鸟嘌呤、异鸟嘌呤、次黄嘌呤、黄嘌呤、可可碱、咖啡因、尿酸中的一种或多种，所述嘧啶化合物为胞嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶中的一种或多种。
[0018]本专利技术方法中，步骤(3)中，所述嘌呤或嘧啶化合物溶液质量百分含量组成为：嘧啶或嘌呤化合物0.02～6％、溶剂94～99.8％，优选地，所述嘧啶或嘌呤化合物的质量分数为0.05～0.8％。优选地，所述溶剂为水或者醇类的一种或多种。
[0019]本专利技术方法中，步骤(3)中，含有嘌呤或嘧啶化合物的溶液涂布厚度为10～200微米，溶液温度为20～70摄氏度。
[0020]嘌呤和嘧啶之间的碱基配对为自发过程，加热有助于加速该过程，缩短处理时间。
[0021]为了方便膜片保存，优选的，改性后的膜片，经过水槽清洗后，再由甘油保湿处理，烘干后得到干膜片。
[0022]本专利技术方法制备的嘧啶和嘌呤类化合物改性聚酰胺膜，在聚酰胺膜表面通过化学键连接了有较强极性，并且能与水形成氢键作用的嘧啶和嘌呤类化合物，通过提高膜亲水性来提高通量，聚酰胺三维网络中引入新的分子，产生占位效应，缩小了聚合物分子内孔径，提高了截留率，而嘧啶和嘌呤类化合物本身带有的仲胺，可以作为氯氧化反应物，保护
了聚酰胺层本身不受氯攻击，提高了膜片耐氯性能。使用二次涂布发生碱基配对改性得到的膜片，与单独使用嘧啶或者嘌呤改性得到的膜片相比，具有氢键更强，亲水性更好，所以通量更大，占位效应更明显，所以硼截留率更高，能够引入更多胺基，所以膜片耐氯氧化性能更好。
[0023]本专利技术制备方法简单，制备得到的嘧啶和嘌呤类化合物改性聚酰胺膜，同时具有良好的纯水通量、截留能力及耐氯能力，具有工业化的前景。
具体实施方式
[0024]为了更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合实施例进一步阐述本专利技术的内容，但本专利技术的内容并不仅仅局限于以下实施例。
[0025]一、实施例及对比例中主要试剂来源及牌号：
[0026本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性聚酰胺膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将含有嘧啶或嘌呤化合物的溶液涂布在初生态聚酰胺膜表面；(2)将涂布完嘧啶或嘌呤化合物的聚酰胺膜加热，完成反应；(3)反应完成的聚酰胺膜涂布嘌呤或嘧啶化合物的溶液，完成碱基配对，得到嘧啶和嘌呤化合物改性聚酰胺膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述嘧啶化合物为胞嘧啶、2,4-二胺基-6-羟基嘧啶、三胺基嘧啶中的一种或多种，所述嘌呤化合物为腺嘌呤、鸟嘌呤、异鸟嘌呤中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述嘧啶或嘌呤化合物溶液质量百分含量组成为：嘧啶或嘌呤化合物0.02～6％、溶剂94～99.8％，优选地，所述嘧啶或嘌呤化合物的质量分数为0.05～0.8％；所述溶剂为水或者醇类的一种或多种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述初生态聚酰胺膜，为完成界面聚合后，采用某种方式除去多余油相溶剂后的聚酰胺膜，常见方式为风刀、水刀或烘箱加热。5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪凡，沈慧芳，唐文勇，刘相宝，赵伟国，孙家宽，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：