動態法光接枝與表面複合結合製備複合膜的方法與設備的製作方法

2023-06-21 21:25:01

專利名稱：動態法光接枝與表面複合結合製備複合膜的方法與設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及膜表面改性方法，特別是一種表面光接枝與表面複合結合進行膜改性的方法。
現有的膜表面改性方法主要分為兩大類，一類是表面光接枝方法，一類是表面複合方法。表面光接枝方法是用紫外光把光敏劑(引發劑)變為自由基，再引發單體進行聚合，這種方法的優點是可在膜表面接枝上特殊官能團，從而使膜具有特殊功能，其缺點是只在膜表面產生自由基的部分進行改性，而沒有產生自由基的部分沒有進行改性，即膜表面改性的覆蓋率比較小。表面複合的方法是在膜的表面上複合上一層其它材料形成複合層。複合層內部分子間進行化學交聯，而複合層與基膜之間沒有化學鍵連接，只是靠分子間力作用結合，例如在聚碸膜表面複合上聚乙烯醇，聚乙烯醇分子間進行交聯。這種方法的優點是膜表面複合層覆蓋面廣，缺點是基膜與複合層之間沒有化學鍵連接，複合膜易與基膜相互脫離。
本發明的任務是提供一種方法和相關設備把膜表面接枝和表面複合有機結合起來，使複合層與基膜之間有化學鍵連接。
膜改性的工藝流程為先進行基膜預處理，再進行表面光接枝，然後把配製好的聚乙烯醇制膜液在膜表面流涎，以後再交聯乾燥，最後把接枝複合膜進行後處理。
本專利提供附圖2張，其中

圖1連續法製備表面光接枝與複合結合的平板膜的裝置圖2連續法製備表面光接枝與複合結合的外壓式中孔纖維的裝置以下結合附圖和實施例對本發明的設備作詳細說明。
實施例1請參閱附圖1。平板膜的表面光接枝與表面複合是以下列方式來實施的，進料輥[101]上的膜經預浸液槽[102]、運輸輥[105]、刮膜導輥[124]、刮刀[125]和紅外加熱器[126]後進入後處理浴槽[127]，膜出來後卷在輸出輥[119]上，輸出輥[119]裝在牽引支架[120]上。反應液[118]一端是N2入口，另一端是反應液蒸汽入口[104]，反應液蒸汽入口[104]插入反應器[122]中。反應器[122]有氮氣入口[106]和出氣口[110]，固相單體容器[108]放在加熱器[109]上面。熱電偶[103]接溫度指示器[121]，溫度指示器[121]深入反應器[122]中，反應器[122]中安裝有冷卻水[111]，在反應器[122]與燈匣[123]之間的隔板[116]上裝有石英窗[107]，燈匣[123]上有空氣入口[114]和空氣出口[115]，紫外燈支架[117]上支撐紫外燈[112]和拋面反射鏡[113]。
平板基膜壓在進料輥[101]上，在輸出輥[119]的拉動下，基膜在預浸液槽[102]中浸漬，進入反應器[122]中，在運輸輥[105]上接受紫外燈[112]的照射，進行表面光接枝反應，然後制膜液在膜表面流涎，用刮刀[125]控制厚度，經紅外加熱器[126]加熱，交聯乾燥後在後處理浴槽[127]中處理。
當單體是液體時，可盛放在反應液槽[118]中，用N2吹入反應器[122]中，進行表面光接枝，或是單體直接與光敏劑混合作為預浸液浸塗在膜表面進入反應器[122]中進行表面光接枝。
當單體是固體時，在反應器[122]內，加熱器[109]加熱固相單體容器[108]，使單體變成蒸氣，再進行表面接枝。
實施例2請參閱附圖2。中空纖維膜的表面光接枝與表面複合是以下列方式來實施的，進料輥[201]上的中空纖維膜經預浸液槽[202]、運輸輥[205]、刮膜導輥[224]、圓形刮刀[225]、經紅外加熱器[226]及其對面拋面反射鏡[229]後進入後處理浴槽[227]，膜出來後卷在輸出輥[219]上，輸出輥[219]裝在牽引支架[220]上。反應液[218]一端是N2入口，另一端是反應液蒸汽入口[204]，反應液蒸汽入口[204]插入反應器[222]中。反應器[222]有氮氣入口[206]和出氣口[210]，固相單體容器[208]放在加熱器[209]上面。熱電偶[203]接溫度指示器[221]，溫度指示器[221]深入反應器[222]中，反應器[222]中安裝有冷卻水[211]，在反應器[222]與燈匣[223]、[228]之間的隔板[216]、[236]上裝有石英窗[207]、[235]，燈匣[223]、[228]上有空氣入口[214]、[230]和空氣出口[215]、[234]，紫外燈支架[217]、[231]上支撐紫外燈[212]、[232]和拋面反射鏡[213]、[233]。
中空纖維壓在進料輥[201]上，在輸出輥[219]的帶動下，中空纖維經過預浸液[202]浸漬，進入反應器運輸輥[205]上，在紫外燈[212]、[230]的照射下，進行表面光接枝反應。然後中空纖維浸入制膜液，經過圓形刮刀[225]、紅外加熱器[226]交聯乾燥，進入後處理浴槽[227]處理。
當單體是液體時，可盛放在反應液[218]中，用N2吹入反應器[222]中，進行表面光接枝。或是單體直接與光敏劑混合作為預浸液浸塗在膜表面，進入反應器[222]中進行表面光接枝。
當單體是固體時，在反應器內，加熱器[209]加熱固相單體容器[208]，使其變成蒸氣，再進行表面接枝。
權利要求
1.一種由表面光接枝與表面複合結合製備複合膜的方法和連續生產設備，其特徵在於先進行基膜預處理，再進行表面光接枝，然後把配製好的聚乙烯醇制膜液在膜表面流涎，以後再交聯乾燥。最後把複合膜進行後處理。
2.按權利要求1所述的膜設備，其特徵在於進料輥[101]上的膜經預浸液槽[102]、運輸輥[105]、刮膜導輥[124]、刮刀[125]和紅外加熱器[126]後進入後處理浴槽[127]，膜出來後卷在輸出輥[119]上，輸出輥[119]裝在牽引支架[120]上，反應液[118]一端是N2入口，另一端是反應液蒸汽入口[104]，反應液蒸汽入口[104]插入反應器[122]中，反應器[122]有氮氣入口[106]和出氣口[110]，固相單體容器[108]放在加熱器[109]上面，熱電偶[103]接溫度指示器[121]，溫度指示器[121]深入反應器[122]中，反應器[122]中安裝有冷卻水[111]，在反應器[122]與燈匣[123]之間的隔板[116]上裝有石英窗[107]，燈匣[123]上有空氣入口[114]和空氣出口[115]，紫外燈支架[117]上支撐紫外燈[112]和拋面反射鏡[113]，平板基膜壓在進料輥[101]上，在輸出輥[119]的拉動下，基膜在預浸液[102]中浸漬，進入反應器[122]中，在運輸輥[105]上接受紫外燈[112]的照射，進行表面光接枝反應，然後制膜液在膜表面流涎，用刮刀[125]控制厚度，經紅外加熱器[126]加熱，交聯乾燥後在後處理浴槽[127]中處理，當單體是液體時，可盛放在反應液槽[118]中，用N2吹入反應器[122]中，進行表面光接枝，或是單體直接與光敏劑混合作為預浸液浸塗在膜表面，進入反應器[122]中進行表面光接枝，當單體是固體時，在反應器[122]內，加熱器[109]加熱固相單體容器[108]，使單體變成蒸氣，再進行表面接枝。
3.按權利要求1所述的膜設備，其特徵在於進料輥[201]上的中空纖維膜經預浸液槽[202]、運輸輥[205]、刮膜導輥[224]、圓形刮刀[225]、經紅外加熱器[226]及其對面拋面反射鏡[229]照射後進入後處理浴槽[227]，膜出來後卷在輸出輥[219]上，輸出輥[219]裝在牽引支架[220]上，反應液[218]一端是N2入口，另一端是反應液蒸汽入口[204]，反應液蒸汽入口[204]插入反應器[222]中，反應器[222]上有氮氣入口[206]和出氣口[210]，固相單體容器[208]放在加熱器[209]上面，熱電偶[203]接溫度指示器[221]，溫度指示器[221]深入反應器[222]中，反應器[222]中安裝有冷卻水[211]，在反應器[222]與燈匣[223]、[228]之間的隔板[216]、[236]上裝有石英窗[207]、[235]，燈匣[223]、[228]上有空氣入口[214]、[230]和空氣出口[215]、[234]，紫外燈支架[217]、[231]上支撐紫外燈[212]、[232]和拋面反射鏡[213]、[233]，中空纖維壓在進料輥[201]上，在輸出輥[219]的帶動下，中空纖維經過預浸液[202]浸漬，進入反應器運輸輥[205]上，在紫外燈[212]、[230]的照射下，進行表面光接枝反應，然後中空纖維浸入制膜液，經過圓形刮刀[225]、紅外加熱器[226]交聯乾燥，進入後處理浴槽[227]處理，當單體是液體時，可盛放在反應液[218]中，用N2吹入反應器[222]中，進行表面光接枝，或是單體直接與光敏劑混合作為預浸液浸塗在膜表面，進入反應器[222]中進行表面光接枝，當單體是固體時，在反應器內，加熱器[209]加熱固相單體容器[208]，使其變成蒸氣，再進行表面接枝。
全文摘要
本發明公開了一種把膜表面接枝和表面複合有機結合起來的方法和設備。使複合層與基膜之間進行化學鍵連接。設備由進料輥、運輸輥、熱電偶、石英窗、紅外加熱器、冷卻水裝置、紫外燈及其支架、拋面反射鏡、隔板、牽引支架、溫度指示器、反應室、燈匣、刮膜導輥、刮刀等構成。基膜經預處理後,進行表面光接枝,然後把配製好的聚乙烯醇制膜液在膜表面流涎,隨後交聯乾燥,再進行後處理,實現連續法表面光接枝與表面複合結合進行表面改性。
文檔編號B01D71/76GK1342511SQ0114143
公開日2002年4月3日 申請日期2001年9月25日 優先權日2001年9月25日
發明者吳光夏, 宋華, 劉鍇, 鍾慧, 張紹來, 張維鈞, 張東華, 續曙光 申請人:中國科學院生態環境研究中心