一種溶致液晶共混微孔膜及其製備方法
2023-11-01 22:52:32
專利名稱：一種溶致液晶共混微孔膜及其製備方法
技術領域：
本發明涉及高分子有機膜技術，具體為一種用於膜-生物反應器(MBR)水處理 和化工分離過程的溶致液晶共混微孔膜及製備方法。
背景技術：
膜生物反應器(Membrane Bio Reactor簡稱MBR)是一種由膜分離單元與生物處
理單元相結合的新型水處理技術。與傳統的生化處理相比，MBR具有以下主要特點處 理效率高、出水水質好、設備緊湊、佔地面積小、易實現自動控制、運行管理簡單。因 此，該技術自開始研究以來極受關注。進入90年代中後期，MBR在國外已進入了實際應用階段。加拿大Zenon公司首 先推出了超濾管式膜_生物反應器，並將其應用於城市汙水處理。為了節約能耗，該公 司又開發了浸入式中空纖維膜組件，其開發出的膜_生物反應器已應用於美國、德國、 法國和埃及等十多個地方，規模從380m7d至7600m7d。日本三菱人造絲公司也是世界 上浸入式中空纖維膜的知名提供商，其在MBR的應用方面也積累了多年的經驗，在日本 以及其他國家建有多項實際MBR工程。國內一些研究者及企業也在MBR實用化方面進 行著嘗試。膜是膜技術的核心，特別是在MBR技術中與微生物共同作用，要求膜具有很好 的耐生物腐蝕性和良好的機械強度。目前的MBR主要使用的高分子有機膜材料為聚烯 烴類、聚丙烯腈、聚碸類、芳香族聚醯胺、含氟聚合物等。有機膜成本相對較低，造價 便宜，膜的製造工藝較為成熟，膜孔徑和形式也較為多樣，應用廣泛，但運行過程易汙 染、強度低、使用壽命短。膜汙染嚴重製約了膜生物反應器的推廣和應用。宏觀上膜 汙染分為可逆和不可逆膜汙染，如濃差極化所造成的汙染是可通過物理、化學和生物方 法來減輕和改善的一類汙染，為可逆膜汙染，而膜孔堵塞、不合理的料液性質使膜受到 腐蝕及膜的自身劣化等稱為不可逆膜汙染。從汙染物的性質又可分為有機汙染、無機汙 染、生物汙染等。生物汙染，如簾式中空纖維膜組件，其可視為柔性填料，處理不當， 微生物易在其上面吸附生長，形成生物膜，造成水通量下降。膜汙染不但使MBR無法正 常運行，還是膜的使用壽命縮短，使MBR的經濟費用加大。防治膜汙染是要解決的首要 問題。影響膜汙染的主要因素有膜的性質、料液性質和膜分離操作條件、由於經常清 洗，致使成本增加，膜壽命減少，根本解決途徑是研製、開發具有耐汙染性能的膜。尤 其是耐生物汙染的膜，這是當今越來越受關注的課題之一，是膜技術發展的方向之一。目前，對膜材料耐生物侵蝕性能和機械強度性能的改進方法很多。B M尼基 琴和N MBikales分別報到了高取代度的氰乙基纖維素具有很好的化學穩定性和耐微生 物侵蝕性[參見BM尼基琴，木材與纖維索化學，天津大學化工系譯，高等教育出版 社.1955.307-315]。共混法是通過組成聚合物之間的互補性和協同效應來改善膜材料的性 質，通過組成聚合物間的相容性差異來調節和控制膜性能。因此可以通過共混改性的方 法將高取代度氰乙基纖維素的優良耐生物侵蝕性引入MBR膜材料中。同時，纖維素及其
3衍生物在適當的溶劑中可以形成液晶。何嘉松等[何嘉松等，一種聚碸/熱致液晶聚合 物/剛性填料的複合材料及其製備方法，申請號為200610113655.53]使用了一種熱致液晶 聚合物來製備複合材料，介紹了使用TLCP具有很好的流動性，在熔融加工時可以降低整 個體系的粘度，改善了複合材料的加工性能。採用熱致液晶對膜材料進行改性，雖可以 保存液晶的取向結構，但是實施條件比較苛刻，如熱致液晶分子需要在較高溫度下才能 表現出液晶特性，而採用溶致液晶可以在室溫條件下即表現出液晶特性，節省能源，降 低成本，方便實施；不過現有的通過S-L相轉化法製備的溶致液晶微孔膜，在凝固浴中 溶劑與非溶劑進行交換時會破壞液晶的定向排列，導致膜的機械強度較低，使用壽命較 短，不利於實際推廣應用。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供了一種溶致液晶共混 微孔膜及其製備方法。該微孔膜在保持高分子有機膜固有優點的基礎上，還具有機械強 度高，親水性好，適用於較低溫度使用，且不易汙染等優點；該微孔膜製備方法工藝簡 單，不需要新設備，沒有汙染，生產成本低，適於工業化實施等特點。本發明解決所述微孔膜技術問題的技術方案是設計一種溶致液晶共混微孔 膜，該微孔膜的質量百分數組成為高分子成膜材料25-40 ；纖維素衍生物 0.5-10 ；有機溶劑，40-73.5 ；添加劑1-10，所述的高分子成膜材料為聚偏氟乙烯、聚碸、聚醚碸、醋酸纖維素酯或聚丙烯 腈；所述的纖維素衍生物為氰乙基纖維素或氰乙基乙基纖維素；所述的有機溶劑為N， N-二甲基甲醯胺、N，N-二甲基乙醯胺和N，N-二甲基亞碸中的一種、或兩種以上任 意比例的混合物；所述的添加劑為無水氯化鋰、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇中的一種、 或兩種以上任意比例的混合物。本發明解決所述製備方法技術問題的技術方案是設計一種本發明所述溶致液 晶共混微孔膜的製備方法，該製備方法是通過以下步驟實現的1.按本發明所述溶致液晶共混微孔膜質量百分數組成，稱取25-40%的高分子成 膜材料、0.5-10%的纖維素衍生物、40-73.5%的有機溶劑和的添加劑；2.在三口燒瓶中，先將所述的纖維素衍生物混入所述的有機溶劑中，在40_60°C 下，以200r/min的速率攪拌2-6h，製成均勻混合液；3.再將所述的高分子成膜材料和添加劑依次加入到步驟2所制的均勻混合液中， 在50-100°C下，以400-800r/min的速率攪拌8-12h，使混合液充分混均後，室溫下靜置 120-240h ；4.使用傳統工藝方法和設備紡制中空纖維膜或刮制平板膜，然後在凝固浴中進 行固/液相分離，製得所述的溶致液晶共混微孔膜；所述的凝固浴為水與N，N-二甲基 甲醯胺，N，N-二甲基乙醯胺和N，N-二甲基亞碸中的一種、或兩種以上任意比例的混 合液，按照90-50 10-50的質量百分比混合配製而成的水溶液；
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5.所製備的膜在保護液中浸泡3_24h，然後於室溫下自然晾乾即得；所述的保護 液為質量百分數30-60%的甘油和質量百分數1-10%的十二烷基硫酸鈉混合配製而成的 水溶液。與現有技術相比，本發明所述微孔膜採用了在鑄膜液中添加纖維素衍生物的設 計。這種設計可在有機溶劑中形成溶致液晶，並使溶致液晶在鑄膜液中分散的更均勻， 不會出現團聚的現象，並使得高分子溶液黏度下降，流動性更好，以利於制膜。同時， 由於溶致液晶分子的取向特性，可以在較低的牽引條件下獲得較高的取向度，因而可避 免膜在高倍拉伸時產生應力、受到損傷，從而獲得高強度、高模量的膜。所製得的膜抗 汙染性、耐微生物侵蝕性和使用壽命等綜合性能良好，並可在較低溫度下使用。本發明 所述微孔膜製備方法採用了帶有強極性親水基團的高聚物來製備高分子溶致性液晶，並 以適當比例與高分子成膜材料共混，製備微孔膜，工藝簡單，不需要新設備，可以在室 溫條件下即表現出液晶特性，節省能源，同時提高了膜的機械強度和親水性，降低了膜 成本，適於工業化生產。
具體實施例方式下面結合實施例進一步敘述本發明本發明設計的溶致液晶共混微孔膜(以下簡稱微孔膜或膜)的質量百分數(Wt) % 組成為高分子成膜材料 25-40 ；纖維素衍生物 0.5-10 ；有機溶劑，40-73.5 ；添加劑 1-10，各組分之和為100%，所述的高分子成膜材料為聚偏氟乙烯、聚碸、聚醚碸、醋酸纖維素酯或聚丙烯 腈；所述的纖維素衍生物為氰乙基纖維素或氰乙基乙基纖維素；所述的有機溶劑為N， N-二甲基甲醯胺、N，N-二甲基乙醯胺和N，N-二甲基亞碸中的一種、或兩種以上任 意比例的混合物；所述的添加劑為無水氯化鋰、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇中的一種、 或兩種以上任意比例的混合物。本發明同時設計了所述溶致液晶共混微孔膜的製備方法，該製備方法採用以下 工藝1.按本發明所述溶致液晶共混微孔膜的質量百分數組成，稱取25-40 (wt) %的高 分子成膜材料、0.5-10 (wt) %的纖維素衍生物、40-73.5 (wt) %的有機溶劑和l_10(wt)% 的添加劑；2.在三口燒瓶中，先將所述組成比例的纖維素衍生物混入所述組成比例的有機 溶劑中，在40-60°C下，以200r/min的速率攪拌2-6h，製成均勻混合液；3.再將所述比例的高分子成膜材料和添加劑依次加入到步驟2所制的均勻混合液 中，在50-100°C下，以400-800r/min的速率攪拌8-12h，使混合液充分均勻後，室溫下 靜置 120-240h ；4.使用傳統或常規工藝方法和設備紡制中空纖維膜或刮制平板膜，然後在凝固 浴中進行固/液相分離，製得所述的溶致液晶共混微孔膜；所述的凝固浴為水與N，N-二甲基甲醯胺、N，N-二甲基乙醯胺和N，N-二甲基亞碸中的一種、或兩種以上 任意比例的混合液，配製而成的水溶液；配製質量百分比為90-50 10-50，即水為 90-50 (wt) %，其餘物質為 10-50 (wt) % ；5.所製備的膜在保護液中浸泡3_24h，然後於室溫下自然晾乾即得；所述的保護 液為質量百分數30-60%的甘油和質量百分數1-10%的十二烷基硫酸鈉混合配製而成的 水溶液。本發明微孔膜在鑄膜液中設計添加了纖維素衍生物，是利用了纖維素衍生物在 一定有機溶劑的條件下會形成溶致液晶的特點。這種設計方式可使溶致液晶分子在鑄膜 液中能夠均勻分散，在成膜過程中通過拉伸使液晶分子在膜中取向排列，以及液晶分子 的親水性基團的協同作用，改善了膜的結構、親水性能、機械強度和溫度使用條件，能 有效解決現有高分子有機膜在MBR過程中的汙染問題，提高水通量和截留率，延長清洗 周期，提高膜的機械強度和耐壓能力，使膜能夠長期穩定運行，延長了膜的使用壽命， 方便了膜的實際使用。本發明製備方法與現有技術的溶致液晶膜製備方法不同現有技術的液晶膜在 凝固浴中進行溶劑與水的交換過程時，會打破液晶分子的取向排列，降低了液晶膜的機 械強度；而本發明製備方法的凝固浴採用水與N，N-二甲基甲醯胺，N，N-二甲基乙醯 胺和N，N-二甲基亞碸中的一種、或兩種以上任意比例的混合液，按照90-50 10-50 的質量百分比混合配製所得的凝固浴，使鑄膜液中的有機溶劑與水交換的強度和速率緩 和，溶致液晶分子的取向不受破壞，因而保持了溶致液晶膜的機械強度。本發明微孔膜的製備方法中，鑄膜液中液晶組分通過以下方式得到按所述質 量百分數混入纖維素衍生物，該纖維素衍生物與鑄膜液配方組成所述的有機溶劑在大於 形成液晶的臨界濃度C'a時，靜置一定時間，便可形成溶致液晶，從而使溶致液晶分子 在鑄膜液中分散的更均勻；在凝固浴中進行S/L相分離成膜時，凝固浴採用了所述的 混合凝固浴，避免了在溶劑與水進行交換時，由於溶劑與水的迅速交換破壞液晶的取向 結構，更好地保存了液晶分子在膜中的取向排列；同時由於液晶分子含有強極性親水基 團-CN，改性後膜的機械強度和水通量大幅提高，抗微生物侵蝕性和抗蛋白質汙染性 能也有所改善。試驗表明，本發明微孔膜的拉伸強度可達13.80Mpa;純水通量可達到 280L/m2 · h；對卵清蛋白(分子量45000)的截留率可達到99%以上，能有效的解決現 有高分子有機膜在MBR過程中的汙染問題，提高膜的水通量和截留率，延長清洗周期， 提高膜的機械強度，使膜能夠長期穩定的使用，延長了膜的使用壽命，降低了膜的生產 成本。在申請人檢索的範圍內，未見有在高分子膜製作過程中使用溶致液晶的文獻報 道，分析原因主要是不能解決在高分子膜進行S/L相轉化成膜過程中，溶劑和凝固浴的 交換會打破液晶的取向結構，破壞膜的機械強度問題。本發明技術方案採用了在鑄膜液 中適當添加纖維素衍生物，逐漸形成溶致液晶的方法，使用了特別設計的所述混合凝固 浴，減緩了 S/L相轉化過程中溶劑和凝固浴介質交換的速率和強度，從而減少了 S/L相 轉化過程中對液晶取向結構的破壞，保持了膜的機械強度。本發明未述及之處適用於現有技術。下面給出本發明的具體實施例。具體實施例僅是為了進一步詳細說明本發明的技術方案，並不限制本發明的權利要求。實施例11.按設計稱取30 (wt) %的聚偏氟乙烯、0.5 (wt) %的氰乙基纖維素、64.5 (wt) % 的N，N-二甲基甲醯胺和5(wt)%的無水氯化鋰。2.在三口燒瓶中，將所述的氰乙基纖維素混入所述的有機溶劑中，在40°C下、 以200r/min的速率攪拌2h，製成均勻混合液。3.將所述的聚偏氟乙烯、無水氯化鋰依次加入到步驟2所制的均勻混合液中，在 60°C下，以600r/min的速率攪拌8h，攪拌均勻後，室溫下靜置120h。4.使用傳統工藝方法和設備紡制中空纖維膜，然後在凝固浴中進行固/液(S/ L)相分離，製得溶致液晶共混微孔膜；所述的凝固浴為水與N，N-二甲基甲醯胺按照 90 10的質量比例混合所得的凝固浴。5.把所製備的膜在保護液中浸泡12h，然後於室溫下自然晾乾，即得本發明所述 的微孔膜；所述的保護液為60 (wt) %的甘油和1 (Wt) %的十二烷基硫酸鈉(餘量為水)構 成的混合水溶液。經檢測，本實施例所得膜的純水通量(O.lMPa、25°C下測定，下同)由改性前的 16L/m2 · h提高到改性後的78L/m2 · h；對2g/L卵清蛋白(分子量45000，下同)的 截留率大於99%;拉伸斷裂強度達8.92MPa。實施例21.稱取40 (wt) %的聚偏氟乙烯，2 (wt) %的氰乙基纖維素，48(wt)%的N，N-二 甲基乙醯胺，3 (wt) %的無水氯化鋰，7(wt)%&PEG600。2.在三口燒瓶中，將所述的氰乙基纖維素混入道所述的有機溶劑中，在40°C 下，以200r/min的速率攪拌4h，製成均勻混合液。3.將所述聚偏氟乙烯、添加劑依次加入到步驟2所制的均勻混合液中，在60°C 下、以800r/min的速率攪拌10h，攪拌均勻後，室溫下靜置240h。4.使用傳統工藝方法和設備紡制中空纖維膜，然後在凝固浴中進行固/液(S/ L)相分離，製得溶致液晶共混微孔膜；所述的凝固浴為水與N，N-二甲基乙醯胺按照 60 40的比例混合所得的凝固浴。5.把所製備的膜在保護液中浸泡6h，然後於室溫下自然晾乾，即得本發明所述 的微孔膜；所述的保護液為60 (wt) %的甘油和5 (wt) %的十二烷基硫酸鈉(餘量為水)構 成的混合水溶液。經檢測，本實施例所得膜的純水通量由改性前的16L/m2 · h提高到改性後的 122L/m2 -h；對2g/L卵清蛋白的截留率大於99%，其拉伸斷裂強度提高到10.26Mpa。實施例31.按質量分數稱取40(wt) %的聚偏氟乙烯，IO(Wt) %的氰乙基纖維素， 45(wt)%的N，N-二甲基乙醯胺，4(wt)%的無水氯化鋰，1 (wt) %的聚乙烯吡咯烷酮。2.在三口燒瓶中，將所述比例稱取的氰乙基纖維素混入道所述比例的有機溶劑 中，在60°C下、以200r/min的速率攪拌6h，製成均勻混合液。3.將所述比例稱取的聚偏氟乙烯、添加劑依次加入到步驟2所制的均勻混合液 中，在60°C下、以800r/min的速率攪拌12h，攪拌均勻後，室溫下靜置240h。
4.使用傳統工藝方法和設備紡制中空纖維膜，然後在凝固浴中進行固/液(S/ L)相分離，製得溶致液晶共混微孔膜；所述的凝固浴為水與N，N-二甲基乙醯胺按照 50 50的質量比例混合所得的凝固浴。5.把所製備的膜在保護液中浸泡3h，然後於室溫下自然晾乾，即得本發明所述 的微孔膜；所述的保護液為60 (wt) %的甘油和10 (wt) %的十二烷基硫酸鈉(餘量為水) 構成的混合水溶液。經檢測，本實施例所得膜的純水通量由改性前的16L/m2 · h提高到改性後的 164L/m2 · h；對2g/L卵清蛋白的截留率大於99%，其拉伸斷裂強度可達5.38Mpa。實施例41.按設計稱取25(wt) %的聚偏氟乙烯，5 (wt) %的氰乙基纖維素，49 (wt) %的 N，N- 二甲基亞碸，1 (wt) %的無水氯化鋰和5 (wt) %的PEG600。2.在三口燒瓶中，將所述的氰乙基纖維素混入道所述的有機溶劑中，在60°C 下、以200r/min的速率攪拌4h，製成均勻混合液。3.將所述的聚偏氟乙烯、添加劑依次加入到步驟2所制的均勻混合液中，在 60°C下、以600r/min的速率攪拌8h，攪拌均勻後，室溫下靜置240h。4.使用傳統工藝方法和設備紡制中空纖維膜，然後在凝固浴中進行固/液(S/L) 相分離，製得溶致液晶共混微孔膜；所述的凝固浴為水與N，N-二甲基亞碸按照90 10 的質量比例混合所得的凝固浴。5.把所製備的膜在保護液中浸泡24h，然後於室溫下自然晾乾即得本發明所述的 微孔膜；所述的保護液為30 (wt) %的甘油和1 (wt) %的十二烷基硫酸鈉(餘量為水)構成 的混合水溶液。經測定，本實施例所得膜的純水通量由改性前的16L/m2 · h提高到改性後的 55L/m2 · h；對2g/L卵清蛋白的截留率大於99%，其拉伸斷裂強度提高到9.42Mpa。實施例51.按設計稱取30 (wt) %的聚碸，0.5 (wt) %的氰乙基纖維素，64.5(wt)%的N， N- 二甲基甲醯胺和5 (wt) %的無水氯化鋰。2.同實施例1步驟2;3.將所述的聚碸和添加劑依次加入到步驟2所制的均勻混合液中，在100°C下、 以400r/min的速率攪拌8h，攪拌均勻後，室溫下靜置120h。4.使用傳統工藝方法和設備紡制中空纖維膜，然後在凝固浴中進行固/液(S/ L)相分離，製得溶致液晶共混微孔膜；所述的凝固浴為水與N，N-二甲基甲醯胺按照 80 20的質量比例混合所得的凝固浴。5.同實施例1步驟5。經檢測，本實施例所得膜的純水通量由改性前的16L/m2 · h提高到改性後的 60L/m2 · h；對2g/L卵清蛋白的截留率大於99%，其拉伸斷裂強度提高到9.41Mpa。實施例61.按設計稱取30 (wt) %的聚醚碸，0.5 (wt) %的氰乙基乙基纖維素，64.5 (wt) % 的N，N-二甲基甲醯胺和5(wt)%的無水氯化鋰。2.同實施例1步驟2。
3.將所述的聚醚碸和添加劑依次加入到步驟2所制的均勻混合液中，在80°C 下、以400r/min的速率攪拌8h，攪拌均勻後，室溫下靜置120h。4.同實施例5步驟4。5.同實施例1步驟5。經檢測，本實施例所得膜的純水通量由改性前的16L/m2 · h提高到改性後的 130L/m2 -h；對2g/L卵清蛋白的截留率大於99%，其拉伸斷裂強度提高到10.07Mpa。實施例71.按設計稱取30 (wt) %的聚偏氟乙烯，0.5 (wt) %的氰乙基纖維素，64.5 (wt) % 的N，N-二甲基甲醯胺和5(wt) %的聚乙烯吡咯烷酮。2.在三口燒瓶中將所述比例的氰乙基纖維素混入道所述比例的有機溶劑中，在 50°C下、以200r/min的速率攪拌2h，至混合液均勻。3.將所述的聚偏氟乙烯和添加劑依次加入到步驟2所制的均勻混合液中，在 50°C下、以400r/min的速率攪拌8h，攪拌均勻後，室溫下靜置120h。4.使用傳統工藝方法和設備紡制中空纖維膜，然後在凝固浴中進行固/液(S/ L)相分離，製得溶致液晶共混微孔膜；所述的凝固浴為水與N，N-二甲基甲醯胺按照 70 30的質量比例混合所得的凝固浴。5.同實施例1步驟5。經檢測，本實施例所得膜的純水通量由改性前的16L/m2 · h提高到改性後的 280L/m2 · h；對2g/L卵清蛋白的截留率可達85%，其拉伸斷裂強度提高到6.99Mpa。實施例81.按設計稱取30 (wt) %的聚偏氟乙烯，5 (wt) %的氰乙基乙基纖維素，59 (wt) % 的N，N-二甲基甲醯胺和5(wt)%的無水氯化鋰。2.在三口燒瓶中，將所述的氰乙基纖維素混入道所述的有機溶劑中，在50°C 下、以200r/min的速率攪拌2h，製成均勻混合液。3.將所述的聚偏氟乙烯、添加劑依次加入到步驟2所制的均勻混合液中，在 70°C下、以400r/min的速率攪拌8h，攪拌均勻後，室溫下靜置120h。4.同實施例1步驟4。5.同實施例1步驟5。經檢測，本實施例所得膜的純水通量由改性前的16L/m2 · h提高到改性後的 167L/m2 · h；對2g/L卵清蛋白的截留率大於95%，其拉伸斷裂強度提高到7.15MPa。實施例91.稱取30 (wt) %的醋酸纖維素酯，0.5 (wt) %的氰乙基纖維素，64.5 (wt) %的 N，N- 二甲基甲醯胺和5 (wt) %的聚乙烯吡咯烷酮。2.步驟2，3，4，5同實施例5的步驟2，3，4，5。經檢測，本實施例所得膜的純水通量由改性前的16L/m2 · h提高到改性後的 112L/m2 · h；對2g/L卵清蛋白的截留率大於95%，其拉伸斷裂強度提高到6.15MPa。實施例101.稱取30(wt) %的聚丙烯腈，0.5(wt) %的氰乙基纖維素，64.5(wt)%的N， N-二甲基甲醯胺，5 (wt) %的聚乙烯吡咯烷酮；
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2.步驟2，3，4，5同實施例5的步驟2，3，4，5。經檢測，本實施例所得膜的純水通量由改性前的16L/m2 · h提高到改性後的 95L/m2 · h；對2g/L卵清蛋白的截留率大於95%，其拉伸斷裂強度提高到9.80MPa。實施例111.稱取25 (wt) %的聚偏氟乙烯、1 (Wt) %的氰乙基纖維素、69(wt)%的N，N_ 二 甲基甲醯胺和5 (wt) %的無水氯化鋰。2.步驟2同實施例1的步驟2。3.步驟3同實施例1的步驟3。4.將一定量鑄膜液橫向置於潔淨平整的玻璃板一側，使用玻璃棒刮制平板膜， 在空氣中靜置10秒後，將載有平板膜的玻璃板以一定角度勻速放入凝固浴中，待膜自動 剝離後取出平板膜，置於純水中脫除殘留的溶劑。所述的凝固浴為水與N，N-二甲基甲 醯胺按照90 10的質量比例混合所得的凝固浴。5.步驟5同實施例1的步驟5。經檢測，本實施例所得平板膜的純水通量由改性前的16L/m2 · h提高到改性後 的102L/m2 · h；對2g/L卵清蛋白的截留率大於99% ；拉伸斷裂強度達6.29MPa。
權利要求
1.一種溶致液晶共混微孔膜，該微孔膜的質量百分數組成為高分子成膜材料25-40;纖維素衍生物 0.5-10 ；有機溶劑， 40-73.5 ；添加劑 1-10，所述的高分子成膜材料為聚偏氟乙烯、聚碸、聚醚碸、醋酸纖維素酯或聚丙烯腈； 所述的纖維素衍生物為氰乙基纖維素或氰乙基乙基纖維素；所述的有機溶劑為N，N-二 甲基甲醯胺、N，N-二甲基乙醯胺和N，N-二甲基亞碸中的一種、或兩種以上任意比例 的混合物；所述的添加劑為無水氯化鋰、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇中的一種、或兩種 以上任意比例的混合物。
2.—種權利要求1所述溶致液晶共混微孔膜的製備方法，該製備方法是通過以下步驟 實現的(1).按權利要求1所述溶致液晶共混微孔膜質量百分數組成，稱取25-40%的高分子 成膜材料、0.5-10%的纖維素衍生物、40-73.5%的有機溶劑和的添加劑；(2).在三口燒瓶中，先將所述的纖維素衍生物混入所述的有機溶劑中，在40-60°C 下，以200r/min的速率攪拌2-6h，製成均勻混合液；(3).再將所述的高分子成膜材料和添加劑依次加入到步驟(2)所制的均勻混合液中， 在50-100°C下，以400-800r/min的速率攪拌8-12h，使混合液充分混均後，室溫下靜置 120-240h ；(4).使用傳統工藝方法和設備紡制中空纖維膜或刮制平板膜，然後在凝固浴中進行 固/液相分離，製得所述的溶致液晶共混微孔膜；所述的凝固浴為水與N，N-二甲基甲 醯胺，N，N-二甲基乙醯胺和N，N-二甲基亞碸中的一種、或兩種以上任意比例的混合 液，按照90-50 10-50的質量百分比混合配製而成的水溶液；(5).將所製備的膜在保護液中浸泡3-24h，然後於室溫下自然晾乾即得；所述的保護 液為質量百分數30-60%的甘油和質量百分數1-10%的十二烷基硫酸鈉混合配製而成的 水溶液。
全文摘要
本發明公開一種溶致液晶共混微孔膜及其製備方法。該膜的質量百分數組成為高分子成膜材料25-40；纖維素衍生物0.5-10；有機溶劑40-73.5；添加劑1-10，高分子成膜材料為聚偏氟乙烯、聚碸、聚醚碸、醋酸纖維素酯或聚丙烯腈；纖維素衍生物為氰乙基纖維素或氰乙基乙基纖維素；有機溶劑為N，N-二甲基甲醯胺、N，N-二甲基乙醯胺和N，N-二甲基亞碸中的一種或兩種以上；添加劑為無水氯化鋰、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇中的一種或兩種以上。該製備方法為按設計稱取各組分後，先將纖維素衍生物混入有機溶劑中；再將高分子成膜材料和添加劑依次加入，製成混均液；制膜；浸泡處理，晾乾即得。
文檔編號B01D71/22GK102008903SQ20101050019
公開日2011年4月13日 申請日期2010年10月9日 優先權日2010年10月9日
發明者劉佳, 張宇峰, 張宏偉, 武長城, 王亮 申請人:天津工業大學