专利名称：一种基于聚丙烯腈的高通量超滤膜材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种超滤膜材料，具体涉及一种基于聚丙烯腈的高通量超滤膜材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术：
在国外,超滤膜主要应用于饮用水处理,我国则主要用于工业领域的废水回用，作为反渗透的预处理。目前超滤技术发展很快，膜品种越来越多，较大规模的工业应用逐日增力口。在国内水工业市场，超滤技术已在电力、钢铁、化工等工业废水处理领域得到较多应用。随着经济社会发展，大规模废水处理工程将越来越多，为超滤膜技术开辟了广阔的市场空间。同时，随着国家和地方饮用水标准的修订以及新规范的出台，超滤技术势必被越来越多 的自来水厂所采用。根据水利部《21世纪中国水供求》分析，2010年后我国将开始进入严重的缺水期，而水质污染也逐渐成为我国城市安全供水的最大障碍。城市生活污水处理和中水回用将成为解决未来城市水资源危机的有效途径之一。因此超滤膜在未来市政污水处理市场也将会具有广阔的市场空间。人们为提高超滤膜在应用中的通量，在膜材料的研究和制备方面做了大量的工作。聚丙烯腈(PAN)是广泛用来制备超滤膜的材料之一，由于它具有优良的亲水性和较好的耐污染性能，日益受到人们的青睐。但是，现有聚丙烯腈超滤膜的通水量较低，一般徘徊在200 L/m2*h左右，使得该类超滤膜的效率降低。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于聚丙烯腈的高通量超滤膜材料及其制备方法，通过改变组份及配比，制备出效率高、寿命长的基于聚丙烯腈的高通量超滤膜材料。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，一种基于聚丙烯腈的高通量超滤膜材料，其各组分的重量份组成为聚丙烯腈，15-25份；二甲基乙酰胺溶剂，50-60份；聚乙二醇(PEG400)，15-20份；添加剂，1-1. 5份。上述的基于聚丙烯腈的高通量超滤膜材料，其各组分的重量份组成为聚丙烯腈，25份；二甲基乙酰胺溶剂，55份;聚乙二醇(？￡6400)，20份；添加剂，I. 2份。上述的基于聚丙烯腈的高通量超滤膜材料，所述添加剂包括以下组分氯化锂(LiCl )，30-40份；氯化锌，40-50份；异丙醇，10-20份。上述的基于聚丙烯腈的高通量超滤膜材料的制备方法，包括下列内容
(1)配制铸膜液将聚丙烯腈用真空干燥箱在80°C下干燥4h，然后按配方量把干燥过的聚丙烯腈、聚乙二醇(PEG400)溶于二甲基乙酰胺溶剂中，搅拌均匀制成混合溶液，再把添加剂加入混合溶液中，在60-80°C的条件下搅拌4小时形成均匀的铸膜液；
(2)脱泡将铸膜液静置12小时脱泡；
(3)制备原纤在纺丝机中用喷丝头挤出中空状原纤，静置使原纤中溶剂蒸发；(4)成膜将原纤溃于对膜材料是非溶剂的凝固浴中，原纤凝固成内径为0. 8mm、外径为I. Imm的固态中空纤维，经表面处理后，即成；
所述配方为
铸膜液各组分的重量份配比为聚丙烯腈，15-25份；二甲基乙酰胺，50-60份；聚乙二醇(PEG400) 15-20 份；添加剂 1-1. 5 份；
添加剂包括以下组分中的一种或几种氯化锂(LiCl)，30-40份；氯化锌，40-50份；异丙醇，10-20份。由于无机盐添加剂加入到溶剂中，具有强烈的盐效应，所解离的离子降低聚丙烯腈分子的相互作用，加入添加剂有利于其分散。在制膜的过程中无机盐的存在促进沉淀剂向膜内扩散，使得膜表面孔径增大；此外，当无机盐从凝胶后的超滤膜中浸出后，留下许多微孔使得膜孔隙率提高，致使PAN超滤膜水通量大幅度提高。由于无机盐作为添加剂往往导致超滤膜截留性能降低，为了得到渗透通量大，膜孔径小的超滤膜，本发明将醇类物质与无机盐混合作为添加剂加入到铸膜液中以调节膜孔径及其分布，以改善其水通量及截留率，从而有效提闻效率。
具体实施例方式实施例I
本实施例的基于聚丙烯腈的高通量超滤膜材料，其各组分的重量份组成为聚丙烯腈(上海金山化工厂)，25份；二甲基乙酰胺溶剂(天津市博迪化工有限公司)，55份；聚乙二醇(PEG400，上海科学用品採购供应站加工厂)，20份；添加剂为氯化锂(LiCl )，I份。本实施例的基于聚丙烯腈的高通量超滤膜材料的制备方法，包括下列内容
(1)配制铸膜液将聚丙烯腈用真空干燥箱在80°c下干燥4h，然后按配方量把干燥过的聚丙烯腈、聚乙二醇(PEG400)溶于二甲基乙酰胺溶剂中，搅拌均匀制成混合溶液，再把添加剂加入混合溶液中，在60°C的条件下搅拌4小时形成均匀的铸膜液；
(2)脱泡将铸膜液静置12小时脱泡；
(3)制备原纤在纺丝机中用喷丝头挤出中空状原纤，静置使原纤中溶剂蒸发；
(4)成膜将原纤溃于对膜材料是非溶剂的凝固浴中，原纤凝固成内径为0.8mm、外径为I. Imm的固态中空纤维，经表面处理后，即成。本实例的基于聚丙烯腈的高通量超滤膜材料采用UV-260型分光光度计、自制的膜通量测试系统进行膜性能测试，得出结果见表I :
表I膜性能测试结果
权利要求
1.一种基于聚丙烯腈的高通量超滤膜材料，其各组分的重量份组成为聚丙烯腈，15-25份;二甲基乙酰胺溶剂，50-60份;聚乙二醇(PEG400)，15-20份；添加剂，1-1. 5份。
2.根据权利要求I所述的基于聚丙烯腈的高通量超滤膜材料，其各组分的重量份组成为:聚丙烯腈，25份；二甲基乙酰胺溶剂，55份;聚乙二醇(PEG400)，20份；添加剂，I. 2份。
3.根据权利要求I所述的基于聚丙烯腈的高通量超滤膜材料，所述添加剂包括以下组分:氯化锂(LiCl )，30-40份;氯化锌，40-50份;异丙醇，10-20份。
4.一种权利要求I所述的基于聚丙烯腈的高通量超滤膜材料的制备方法，包括下列内容 (1)配制铸膜液将聚丙烯腈用真空干燥箱在80°C下干燥4h，然后按配方量把干燥过、的聚丙烯腈、聚乙二醇(PEG400)溶于二甲基乙酰胺溶剂中，搅拌均匀制成混合溶液，再把添加剂加入混合溶液中，在60-80°C的条件下搅拌4小时形成均匀的铸膜液； (2)脱泡将铸膜液静置12小时脱泡； (3)制备原纤在纺丝机中用喷丝头挤出中空状原纤，静置使原纤中溶剂蒸发； (4)成膜将原纤溃于对膜材料是非溶剂的凝固浴中，原纤凝固成内径为0.8mm、外径为I. Imm的固态中空纤维，经表面处理后，即成； 所述配方为 铸膜液各组分的重量份配比为聚丙烯腈，15-25份；二甲基乙酰胺，50-60份；聚乙二醇(PEG400) 15-20 份；添加剂 1-1. 5 份； 添加剂包括以下组分中的一种或几种氯化锂(LiCl)，30-40份；氯化锌，40-50份；异丙醇，10-20份。
全文摘要
本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于聚丙烯腈的高通量超滤膜材料及其制备方法，所采取的技术方案是，一种基于聚丙烯腈的高通量超滤膜材料，其各组分的重量份组成为聚丙烯腈，15-25份；二甲基乙酰胺溶剂，50-60份；聚乙二醇(PEG400)，15-20份；添加剂，1-1.5份。通过改变组份及配比，制备出效率高、寿命长的基于聚丙烯腈的高通量超滤膜材料。
文档编号B01D71/42GK102728242SQ20111008295
公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月2日 优先权日2011年4月2日
发明者张松, 杨佃章, 蔡树威, 邓发晓 申请人:青岛华轩环保科技有限公司