一種孔徑可調(diào)的聚芳醚類微孔膜的制備方法
【專利摘要】一種高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度且孔徑可調(diào)的親水性聚芳醚類微孔膜的制備方法，屬于微孔膜制備【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明以還原酚酞和2,6二氟苯甲腈為原料制備聚合物(PENCOOH)，在此聚合物基礎(chǔ)上，經(jīng)反復(fù)摸索，利用含有羥基的有機(jī)小分子與聚合物羧基和氰基之間的氫鍵作用，將含有羥基的有機(jī)小分子作為模板，最終制備出了同時(shí)具有較好表面和內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的親水性微孔膜。并且該方法與傳統(tǒng)方法相比具有節(jié)孔徑大小可調(diào)，操作簡(jiǎn)單，高使用溫度，低污染，低成本等諸多優(yōu)勢(shì)。
【專利說明】一種孔徑可調(diào)的聚芳醚類微孔膜的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于微孔膜制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種聚合物微孔膜的制備方法，特別 是提供了一種高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度且孔徑可調(diào)節(jié)的親水性聚芳醚類微孔膜的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 膜與膜過程是當(dāng)代化學(xué)工業(yè)重要的實(shí)用性技術(shù)，諸如歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家均把膜技術(shù) 作為本世紀(jì)的重點(diǎn)技術(shù)大力投入其研究與開發(fā)。膜技術(shù)是多學(xué)科多領(lǐng)域交叉發(fā)展的結(jié)晶， 是現(xiàn)代化工領(lǐng)域發(fā)展的重要組成部分和增長(zhǎng)點(diǎn)。與傳統(tǒng)分離技術(shù)相比，膜分離技術(shù)具有高 效率、低能耗、操作簡(jiǎn)單、環(huán)境友好、便于與其他技術(shù)相集成的多方面優(yōu)勢(shì)。所以膜技術(shù)的研 究和應(yīng)用也與節(jié)能環(huán)保，水資源開發(fā)密切相關(guān)。近三十年來，膜技術(shù)得到了大力的發(fā)展，廣 泛應(yīng)用于石油化工、生態(tài)能源、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域，悄然走入了各個(gè)行業(yè)，與我們的生活緊密 相關(guān)。當(dāng)今世界，能源、水資源匱乏，自然環(huán)境惡化，因而膜分離技術(shù)在海水及苦咸水淡化， 飲用水超純水的制備，廢水回收的等方面都表現(xiàn)出了其廉價(jià)高效的優(yōu)勢(shì)，從而發(fā)揮了巨大 的作用。
[0003] 聚芳醚類材料作為一類高性能高分子塑料由于其優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)而在諸多 領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注，聚芳醚類材料具有耐熱等級(jí)高，耐輻射，耐化學(xué)腐蝕，耐疲勞，耐沖 擊，抗蠕變，耐磨損，阻燃等優(yōu)異性能，已成為眾多領(lǐng)域中的重要應(yīng)用材料。由于其分子鏈段 結(jié)構(gòu)中含有大量芳香結(jié)構(gòu)，鏈段剛性強(qiáng)，因此具有較高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和分解溫度，不僅如 此，其又有較好的分子規(guī)整性，模量高，力學(xué)性能好。又由于剛性鏈間緊密的堆積，使得其溶 劑滲透性差，所以具有良好的耐化學(xué)腐蝕性。所以對(duì)于膜分離技術(shù)，聚芳醚類材料作為基體 是一個(gè)十分有益的選擇。
[0004] 傳統(tǒng)高分子微孔膜的制備方法主要有浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法、熔融擠出拉伸法、熱誘 導(dǎo)相分離法、聚合物無機(jī)物支撐復(fù)合法、高濕度誘導(dǎo)相分離法、超臨界二氧化碳法和自組裝 法，其中相轉(zhuǎn)化法是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)廣泛應(yīng)用的分離膜制備方法。在如上所述的各種微孔膜 制備方法中，均各自存在如下缺點(diǎn)：（1)環(huán)境污染；生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量有機(jī)廢水；(2)原材 料及設(shè)備復(fù)雜，制作成本高；(3)生產(chǎn)過程步驟復(fù)雜，可控性差。
[0005] 因此，一種產(chǎn)品性質(zhì)優(yōu)異，環(huán)境友好，并且具有低制作成本和簡(jiǎn)易制作步驟、可控 性高的微孔膜制備方法是時(shí)代的需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種具有可控孔結(jié)構(gòu)的高Tg親水性聚芳醚類微孔膜的制備 方法。
[0007] 本發(fā)明以還原酚酞和2, 6二氟苯甲腈為原料制備聚合物（PENC00H)，其反應(yīng)式如 下所示。
[0008]

【權(quán)利要求】
1. 一種孔徑可調(diào)的聚芳醚類微孔膜的制備方法，其步驟如下： (1) 將2, 6二氟苯甲腈、還原酚酞、碳酸鉀、環(huán)丁砜或NMP以及甲苯加入到反應(yīng)容器中， 在氮?dú)饬鞔嬖诤蛿嚢柘?，排凈空氣；升溫?30?150°C帶水反應(yīng)2?4小時(shí)，放出甲苯再 升溫至170?190°C聚合反應(yīng)1?3小時(shí)，然后出料在1?3mol/L的稀鹽酸溶液中，得到細(xì) 絲狀的粗產(chǎn)物，所得聚合物用去離子水洗至中性后經(jīng)粉料機(jī)粉碎過濾；將固體產(chǎn)物用蒸餾 水煮沸、過濾，重復(fù)蒸餾水煮沸、過濾過程5?6次；再用乙醇或丙酮煮沸、過濾，重復(fù)乙醇或 丙酮煮沸、過濾過程5?6次；最后在90?130°C下烘干，得到具有氰基和羧基的高Tg的 親水性聚合物PENCOOH ;其中2, 6二氟苯甲腈與還原酚酞的用量摩爾比為1. 001?1. 02 :1， 碳酸鉀與還原酚酞的用量摩爾比為2?4 :1，反應(yīng)體系的含固量為25?30%，加入甲苯的 體積為溶劑環(huán)丁砜或NMP體積的20 %?40%。 (2) 將步驟（1)得到的聚合物和含有羥基的糖類小分子溶解于極性聚合物良溶劑中， 含有羥基的糖類小分子是聚合物質(zhì)量的〇. 1 %?10%，而后常溫密閉攪拌20?30小時(shí)，制 備得到鑄膜液，鑄膜液過濾后澆鑄于水平玻璃板表面，于60?130°C下烘干得到聚合物平 板膜； (3) 將步驟（2)得到的聚合物平板膜浸泡于水中，待膜與玻璃板分離后，將膜取下，而 后用水、甲醇或乙醇抽提，最后于80?120°C下真空烘干，直至重量不再減輕，從而除凈作 為模板的糖類小分子，制得含有羧基的孔徑可調(diào)的聚芳醚類微孔膜。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種孔徑可調(diào)的聚芳醚類微孔膜的制備方法，其特征在于：步 驟（2)中所述的極性聚合物良溶劑為DMF、DMAC或NMP。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種孔徑可調(diào)的聚芳醚類微孔膜的制備方法，其特征在于：步 驟（2)中所述的含有羥基的糖類小分子為a-環(huán)糊精、￠-環(huán)糊精、葡萄糖或蔗糖。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種孔徑可調(diào)的聚芳醚類微孔膜的制備方法，其特征在于：步 驟（2)中所述的烘干是先在60?110°C下烘干6?9小時(shí)，再在120?130°C下真空烘干 20?30小時(shí)。
5. 如權(quán)利要求4所述的一種孔徑可調(diào)的聚芳醚類微孔膜的制備方法，其特征在于：是 先在60?70°C、80?90°C、100?110°C下分別烘干2?3小時(shí)，再在120?130°C下真空 烘干20?30小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C08J9/26GK104371138SQ201410647645
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】姜振華, 李云蹊, 岳喜貴, 方基永, 劉志, 劉貝 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)