基于密度梯度改进的聚砜超滤膜制备方法技术

本申请公开了基于密度梯度改进的聚砜超滤膜制备方法，涉及超滤膜制备技术领域。本申请所提供的制备方法包括以下步骤：底液制作：通过有机溶剂、聚砜、成孔剂以及添加剂来制作底液；铸膜：通过对底液的喷涂以及对无纺布的加热等操作，从而得到原膜。本申请通过在有机溶剂的配合下可以快速完成底液的制作，并通过对无纺布的加热，从而形成原膜，通过吸气操作，使原膜上留下一道贯穿原膜的膜厚的穿孔，与现有的一些制备方法相比，可以控制制作出来的多个聚砜超滤膜的透水孔之间的密度呈均匀变化，且减少了一些死端孔以及无效孔的出现，从而增加的整个膜结构的透水性，以增加整个膜结构的亲水性，从而加强各方面的应用效果。从而加强各方面的应用效果。从而加强各方面的应用效果。

【技术实现步骤摘要】
基于密度梯度改进的聚砜超滤膜制备方法


[0001]本申请涉及超滤膜制备
，具体涉及基于密度梯度改进的聚砜超滤膜制备方法。

技术介绍

[0002]超滤膜分离技术是用于物质的分离、浓缩或提纯过程，其具有分离效率高、占地面积小、操作简单、维护方便等优点，已经广泛应用于水处理、食品、医药、化工等行业。膜材料是超滤膜分离技术的核心，是实现高效分离的关键。聚砜在现在的分离膜材料占有着主导地位，由于该分子主链上含有砜基，使得这类聚合物具有良好的热稳定性、化学稳定性、耐酸碱腐蚀性能、优异的机械性能以及突出的抗蠕变性能。随着膜分离技术的不断发展，聚砜超滤膜作为一种具有化学稳定性好、机械强度高、耐酸碱性能好等优点的高分子膜材料，广泛应用于饮用水净化、污水处理和生物技术等领域。由于聚砜超滤膜膜结构中具有一定数量的死端孔以及无效孔，导致水分不容易透过，从而使整个膜机构的疏水性较低，使得膜的水通量较低、亲水性能差、膜易被污染且不易清洗，从而影响其在水处理中的应用。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于：为解决上述
技术介绍
中的问题，本申请提供了基于密度梯度改进的聚砜超滤膜制备方法。
[0004]本申请为了实现上述目的具体采用以下技术方案：基于密度梯度改进的聚砜超滤膜制备方法，包括以下步骤：底液制作：选取有机溶剂、聚砜、成孔剂以及添加剂，并将其混合均匀且溶解在水中，并对其进行搅拌，以得到底液；铸膜：将所述底液喷涂在无纺布上，保持无纺布处于平铺状态，并对无纺布进行加热，当无纺布中水分蒸发之后，将其放置至清水中，使其保湿定型，以得到原膜；成孔：将原膜从水中取出，并利用气吸设备对其一面进行吸取，以使成孔剂从原膜一侧吸出，从而得到聚砜超滤膜。
[0005]通过采用上述技术方案，在有机溶剂的助熔下，使添加剂与聚砜一起可以在无纺布上形成原膜，并在成孔剂的作用下，当其被吸出时，可以在原膜上形成密度呈梯度变化的透水孔，从而形成聚砜超滤膜。
[0006]进一步地，所述有机溶剂包括乙二醇二甲醚、月桂醇聚氧乙烯醚、全氯乙烯、三氯乙烯、乙烯乙二醇醚以及三乙醇胺中的一种或多种，优先全氯乙烯。
[0007]通过采用上述技术方案，乙二醇二甲醚、月桂醇聚氧乙烯醚、全氯乙烯、三氯乙烯、乙烯乙二醇醚以及三乙醇胺等溶剂具有化学性质稳定且不易发生反应等特点，利于聚砜以及添加剂等物质的快速溶解。
[0008]进一步地，所述成孔剂为碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、煤粉或碳粉，优先煤粉。
[0009]通过采用上述技术方案，碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、煤粉或碳粉，优先煤粉等物质
具有可以快速溶解的性质，且化学性质不稳定，容易被分解，从而适合用来制造透水孔，且使孔洞形成较为质地均匀。
[0010]进一步地，所述添加剂的成分包括柠檬酸、延胡索酸、乳酸、乙酸、盐酸、磷酸以及复合酸化剂中的一种或多种，优先盐酸。
[0011]通过采用上述技术方案，柠檬酸、延胡索酸、乳酸、乙酸、盐酸、磷酸以及复合酸化剂在受热时均具有可快速溶解的性质，从而容易快速与聚砜混合，使原膜的成型速度加快。
[0012]进一步地，所述复合酸化剂包括L
‑
乳酸、富马酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、山梨酸中的一种或多种与磷酸以及/或盐酸相参合而成，同时还包括二氧化硅。
[0013]通过采用上述技术方案，L
‑
乳酸、富马酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、山梨酸等均具有较好的水溶性，且能够促进不饱和聚酯树脂的形成，而磷酸与盐酸均不易挥发，不易分解，且都有一定氧化性，能够与L
‑
乳酸、富马酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、山梨酸等一起作用生成配合物，从而促进原膜的形成。
[0014]进一步地，所述底液制作步骤中的混合操作包括以下步骤：将所述成孔剂加入至研磨设备中研磨一定时间，以得到颗粒物，其直径不超过0.1纳米；将所述有机溶剂、聚砜、颗粒物以及添加剂加入至搅拌机中，启动搅拌机，且转速不低于3000转每分钟，保持一定搅拌时间；待搅拌完成时，离心一定时间。
[0015]通过采用上述技术方案，研磨使成孔剂可以变得细小，且颗粒直径大小均匀，并在搅拌作用下均匀分散到底液中，通过离心可以快速的将底液中的空气排出。
[0016]进一步地，所述铸膜步骤中，对底液进行喷涂时，包括以下步骤：利用固定设备将无纺布固定住，并完全延展开，保持无纺布处于水平状态；将所述底液加入至喷涂设备中，并启动喷涂设备，沿无纺布的朝下一面依次喷射，当喷涂完成一遍时，静止一定时间，并再次喷涂。
[0017]通过采用上述技术方案，由下朝上进行喷射使底液融合到无纺布上时，不容易受到自身重力作用而使造成渗透不均匀，且分段进行喷射使底液能够更加充分的在无纺布上进行渗入。
[0018]进一步地，所述成孔步骤中，利用气吸设备对所述原膜一侧进行吸取时，包括以下步骤：再次利用固定设备将原膜固定住，并利用超声设备对所述原膜进行超声；保持原膜处于水平状态，并利用吸气设备对原膜朝上一面进行吸取。
[0019]通过采用上述技术方案，超声可以使原膜发生一定频率的震动，从而使成孔剂被分解或形成颗粒之后，颗粒也会同频阀震动，以促进气孔的形成，通过吸取使颗粒朝向一侧进行移动，从而形成贯穿原膜的透水孔。
[0020]进一步地，利用超声设备对原膜进行超声时，超声时间不低于3分钟，且频率不低于30000赫兹。
[0021]通过采用上述技术方案，对超声的时间以及频率进行限制，从而能够充分保证颗粒在原膜内活动的程度，从而充分保证透气孔形成的形成。
[0022]进一步地，所述铸膜步骤中，对无纺布进行加热时，加热温度为不低于60摄氏度，
且时间不低于5分钟。
[0023]通过采用上述技术方案，将加热最低温度限制到60摄氏度，同时将最低加热时间限制为5分钟，使底液可以快速的凝固，从而快速形成不饱和聚酯树脂，使原膜快速形成。
[0024]本申请的有益效果如下：1、本申请通过在有机溶剂的配合下，使聚砜与添加剂可以快速的融合到一起，从而制成底液，并通过无纺布以及对其进行加热，从而使底液凝固在无纺布上，形成原膜，即聚砜超滤膜，再通过吸气的操作，使埋设在原膜中的成孔剂可以朝向原膜的一侧钻出，从而在原膜上留下一道贯穿原膜的膜厚的穿孔，从而形成一个密度呈梯度变化的聚砜超滤膜，该方法与现有的一些制备方法相比，可以控制制作出来的多个聚砜超滤膜的透水孔之间的密度呈均匀变化，且减少了一些死端孔以及无效孔的出现，从而增加的整个膜结构的透水性，以增加整个膜结构的亲水性，从而加强各方面的应用效果。
[0025]2、本申请所采用的有机溶剂中，通过将其限定为乙二醇二甲醚、月桂醇聚氧乙烯醚、全氯乙烯、三氯乙烯、乙烯乙二醇醚以及三乙醇胺等物质，由于这些物质一般都具有化学性质较为稳定的特点，因此不容易被氧化，从而可以一直保持原有的成分，以此来促进聚砜以及添加剂的快速溶解，从而增加底液的制备速度。
[0026]3、本申请所采用的成孔剂中，通过将其限定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于密度梯度改进的聚砜超滤膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：底液制作：选取有机溶剂、聚砜、成孔剂以及添加剂，并将其混合均匀且溶解在水中，并对其进行搅拌，以得到底液；铸膜：将所述底液喷涂在无纺布上，保持无纺布处于平铺状态，并对无纺布进行加热，当无纺布中水分蒸发之后，将其放置至清水中，使其保湿定型，以得到原膜；成孔：将原膜从水中取出，并利用气吸设备对其一面进行吸取，以使成孔剂从原膜一侧吸出，从而得到聚砜超滤膜。2.根据权利要求1所述的基于密度梯度改进的聚砜超滤膜制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括乙二醇二甲醚、月桂醇聚氧乙烯醚、全氯乙烯、三氯乙烯、乙烯乙二醇醚以及三乙醇胺中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的基于密度梯度改进的聚砜超滤膜制备方法，其特征在于，所述成孔剂为碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、煤粉或碳粉。4.根据权利要求1所述的基于密度梯度改进的聚砜超滤膜制备方法，其特征在于，所述添加剂的成分包括柠檬酸、延胡索酸、乳酸、乙酸、盐酸、磷酸以及复合酸化剂中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的基于密度梯度改进的聚砜超滤膜制备方法，其特征在于，所述复合酸化剂包括L
‑
乳酸、富马酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、山梨酸中的一种或多种与磷酸以及/或盐酸相参合而成，还包括二氧化硅。6.根据权利要求1所述的基于密度梯度改进的聚砜超滤膜制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，曹丹，
申请(专利权)人：江苏拓邦环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：