一种利用辐射交联制备的聚乙烯醇超滤膜及组件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种利用辐射交联制备的聚乙烯醇超滤膜及组件，其特征在于其包括上滤液隔层、下滤液隔层和设置于所述上滤液隔层与所述下滤液隔层之间的聚乙烯醇超滤膜。所述聚乙烯醇超滤膜是在不削弱聚乙烯醇亲水性的基础上，通过在聚乙烯醇基体里添加交联辐敏剂，用电离辐射引发交联而制得的兼顾亲水性和湿态稳定性的薄膜，其力学性能优异、在水中或湿态稳定性高、透光性和阻隔性高、制备原料易得、制备工艺简单且生产成本低。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于溶液净化、分离与浓缩的聚乙烯醇超滤膜及组件，特别地涉及一种利用辐射交联制备的聚乙烯醇超滤膜及组件。
技术介绍
聚乙烯醇是含有许多亲水性羟基的聚合物，由于羟基的存在，分子间、分子内的羟基易于缔合成很强的氢键，在水中溶解性有明显的阻碍。由于聚乙烯醇是严格的线型结构，结构规整，因此化学性质稳定，材料的机械强度高；分子之间存在的氢键使其有足够的热稳定性；分子链上的羟基使其具有高度亲水性，是现有高分子材料中亲水性极好的材料之一。由于聚乙烯醇具有高度亲水性、良好的耐污染性及成膜性，且价格低廉。与其他薄膜相比，聚乙烯醇薄膜在物理化学性能方面有明显的不同，特别是因为具有优异的气体阻隔性、透明度、非带电性、强韧性、耐有机溶剂性、水溶性等特点，能够满足各个行业对薄膜要求的各种性能，因此，非常适宜作为渗透蒸发膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、酶膜、气体分离膜、微胶囊膜等的膜材，已有许多相关的研究和开发报告，并且在超滤膜膜材方面也有相关的研究。纯聚乙烯醇基膜在水中易溶胀或溶解、湿膜强度差、不耐压，在很大程度上限制了其工业化应用。所以要获得强度好、水溶胀性低的聚乙烯醇超滤膜必须对其进行改性。通常的改性方法是引入第二组份，即能与聚乙烯醇分子中的羟基形成共价键或氢键，使其转化成不溶于水的基团，进而提高膜的耐水性能，获得高强度的聚乙烯醇超滤膜。目前，国内外聚乙烯醇超滤膜改性的方法主要有:①热处理，通过热处理可以使聚乙烯醇膜内部有结晶结构形成，并伴有部分化学交联，使其抗压稳定性和耐水性提高。②接枝改性，是将具有某些性能的基团或聚合物支链接到膜上，在膜基体材料上生成接枝聚合物的过程。通过接枝改性可以改善聚乙烯醇超滤膜的耐水性。③交联改性,通过交联可以增强它的耐水性能，防止膜在溶液中过度溶胀。涉及的交联剂很多，主要是醛类和酸类。其中醛类交联剂包括甲醛、丙烯醛、丁醛和戊二醛等，其中戊二醛用得最多；酸类交联剂主要包括草酸、柠檬酸、马来酸、硼酸等。此外，自由基引发交联、尿素交联、紫外光交联和辐照交联等都会使得聚乙烯醇薄膜的耐压和耐水性得到提高。④其他改性方法，比如共混改性、杂化改性及络合法改性等都或多或少可以提高聚乙烯醇薄膜的耐水性能。
技术实现思路
本技术提供了一种聚乙烯醇超滤膜组件，其包括上滤液隔层、下滤液隔层和设置于所述上滤液隔层与所述下滤液隔层之间的聚乙烯醇超滤膜。在本技术的聚乙烯醇超滤膜组件中，所述聚乙烯醇超滤膜不仅能有效抑制在水中易溶胀或溶解的问题，而且湿态薄膜的强度和耐压性提高，并且热稳定性也大大提高。具有原料易得、工艺简单、生产成本低、产品抗压、耐水性好、强度高，可生物降解等优点，并且制备过程对环境无危害、环境友好。附图说明下面通过附图和具体实施方式对本技术做进一步阐述，但并不意味着对本技术保护范围的限制。图1为聚乙烯醇超滤膜组件展开示意图，其中I为上滤液隔层，2为聚乙烯醇超滤膜，3为下滤液隔层。具体实施方式本技术的聚乙烯醇超滤膜组件包括上滤液隔层、下滤液隔层和设置于所述上滤液隔层与所述下滤液隔层之间的聚乙烯醇超滤膜。在一个实施方案中，所述聚乙烯醇超滤膜层包含聚乙烯醇、PEG-400、辐敏剂和消泡剂。在一个实施方案中，所述聚乙烯醇为100重量份，聚合度为1000-5000，醇解度为70-100% ;所述PEG-400为0_10重量份；所述辐敏剂为0.1-20重量份；所述消泡剂为0.01-1.0重量份。在一个实施方案中，所述辐敏剂为二乙烯基苯、二丙烯酸-1，4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、三聚氰酸三烯丙酯(TAC)、三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)、N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸羟丙酯(ΗΡΑ)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)等。在一个实施方案中，所述消泡剂为异丙醇、正丁醇、戊醇、正辛醇、磷酸三丁酯、油酸、聚醚型非离子活性剂、聚丙二醇等。在一个实施方案中，所述聚乙烯醇超滤膜的制备包括如下步骤:I)将100重量份聚乙烯醇加入到100-2000重量份水中，在搅拌下升温，并保温直至聚乙烯醇完全溶解，冷却，得到聚乙烯醇溶液；2)向步骤I)所得的聚乙烯醇溶液中加入0-10重量份PEG_400、0.1-20重量份辐敏剂和0.01-1.0重量份消泡剂，搅拌均匀，真空脱泡，通过溶液流延法获得薄膜；3)将步骤2)获得的薄膜裁成小块或整幅，在氮气保护下，通过电离辐射进行辐照，获得电离辐射交联的聚乙烯醇超滤膜。在一个实施方案中，步骤2)中的真空脱泡的时间为0.5-2.5h。在一个实施方案中，步骤3)中的电离辐射包括高能荷电粒子(如被加速的电子、质子、氦核、重粒子等)、裂变中子和高能光子(X射线和Y射线)。在一个实施方案中，步骤3)中的电离辐射的辐照剂量率为0.lGy/s_20KGy/s。在一个实施方案中，步骤3)中的电离辐射的辐照剂量为l_500KGy或离子注量为-1 /Λ 10 -1 /Λ 15./ 210 -10ions/cm 。下面通过具体实施例对本技术进行具体描述。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。实施例1将IOOg聚乙烯醇1788 (中国石化集团四川维尼纶厂)、200g水，投入到含夹套水浴加热装置的带搅拌器的反应容器中，搅拌lOmin，然后在搅拌下加热升温至90-95° C，并保持温度直至聚乙烯醇1788完全溶解，然后冷却；向上述冷却的聚乙烯醇溶液中加入0.5g二乙烯基苯、0.05g异丙醇，搅拌30min ;然后抽真空脱泡0.5h，得到的溶液通过流延涂布生产线，均匀的涂布在离型纸上，然后通过50° C热空气烘干、剥离、裁剪成IOcmX IOcm备用。将该IOcmX IOcm的薄膜在氮气保护下，通过剂量率为5KGy/s的低能电子束装置(广东佛塑科技集团股份有限公司，3MV/40mA DD-型地那米直线加速器)，辐照剂量为20KGy，获得电离辐射交联的聚乙烯醇超滤膜。将聚乙烯醇超滤膜根据膜池的形状裁好，正面朝上放于两层滤液隔层之间压紧，组成超滤膜组件，备用。实施例2将IOOg聚乙烯醇1799 (中国石化集团四川维尼纶厂)、500g水，投入到含夹套水浴加热装置的带搅拌器的反应容器中，搅拌lOmin，然后边搅拌边加热，升温到90-95° C，并保持温度直至聚乙烯醇1799完全溶解，然后冷却；向上述冷却的聚乙烯醇溶液中加入IgPEG-400、2g三聚氰酸三烯丙酯(TAC)、0.1g正丁醇，搅拌30min ;然后抽真空脱泡lh，得到的溶液通过流延涂布生产线，均匀的涂布在离型纸上，然后通过50° C热空气烘干、剥离、裁剪成IOcmX IOcm备用。将该IOcmX IOcm的薄膜在氮气保护下，通过剂量率为10KGy/s的高能电子束装置(广东佛塑科技集团股份有限公司，3MV/40mA DD-型地那米直线加速器)，辐照剂量为50KGy，获得电离辐射交联的聚乙烯醇超滤膜。将聚乙烯醇超滤膜根据膜池的形状裁好，正面朝上放于两层滤液隔层之间压紧，组成超滤膜组件，备用。实施例3将IOOg聚乙烯醇2099 (中国石化集团四川维尼纶厂)、1000g水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用辐射交联制备的聚乙烯醇超滤膜组件，其特征在于其包括上滤液隔层、下滤液隔层和设置于所述上滤液隔层与所述下滤液隔层之间的聚乙烯醇超滤膜。

【技术特征摘要】
1.一种利用辐射交联制备的聚乙烯醇超滤膜组件，其特征在于其包括上滤液隔层...

【专利技术属性】
技术研发人员：代国亮，刘三民，张志勤，周洪华，吕继红，高惠芳，施楣梧，
申请(专利权)人：上海全宇生物科技遂平有限公司，中国纺织工程学会，东华大学，
类型：实用新型
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