一種紫外輻照制備交聯(lián)聚丙烯腈分離膜的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種紫外輻照制備交聯(lián)聚丙烯腈分離膜的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著膜分離技術(shù)在食品、醫(yī)藥、生物、水處理等方面應(yīng)用的推廣，對(duì)膜的穩(wěn)定性和 分離性能的要求也是不斷提高。添加支撐體和進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)是提高膜穩(wěn)定性的常規(guī)方法。 其中制備交聯(lián)分離膜時(shí)，常規(guī)方法需要將鑄膜液長(zhǎng)時(shí)間加熱，或?qū)⒛げ牧祥L(zhǎng)時(shí)間浸泡在交 聯(lián)劑溶液中，制備效率低下，結(jié)構(gòu)難以調(diào)控；或者通過(guò)部分交聯(lián)提高膜強(qiáng)度，此結(jié)構(gòu)的膜未 交聯(lián)部分易于流失，強(qiáng)度提高有限，不耐溶劑等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡(jiǎn)單、交聯(lián)速 度快且實(shí)驗(yàn)條件溫和的紫外輻照制備交聯(lián)聚丙烯腈分離膜的方法。
[0004] 所述的一種紫外輻照制備交聯(lián)聚丙烯腈分離膜的方法，其特征在于包括以下步 驟： 1) 將丙烯腈、甲基丙烯酸烯丙酯溶于二甲亞砜中形成溶液，加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈 和鏈轉(zhuǎn)移劑半胱氨鹽酸鹽，密封并在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在50-70°C水浴鍋中反應(yīng)2-6h，在乙醇中 沉淀出來(lái)，并用乙醇和水多次洗滌，在58-65°C真空烘箱中干燥5. 5-6. 5h，得到初產(chǎn)物； 2) 將步驟1)得到的初產(chǎn)物溶于二甲亞砜中形成溶液，并加入交聯(lián)劑和光引發(fā)劑安息 香二甲醚形成刮膜液，用200 μ m刮刀在玻板上刮膜，立即放入5-30(^W/cm2紫外光下照射 30S-300s進(jìn)行交聯(lián)（成膜），接著將玻板轉(zhuǎn)移至水中，進(jìn)行相轉(zhuǎn)化成膜，得到交聯(lián)聚丙烯腈 分離膜，最后將所得膜用水浸泡保存12h以上除去雜質(zhì)，最后將膜保存在室溫的水中。
[0005] 所述的一種紫外輻照制備交聯(lián)聚丙烯腈分離膜的方法，其特征在于步驟1)中丙烯 腈與甲基丙烯酸烯丙酯的投料質(zhì)量比為20-100:1-3。
[0006] 所述的一種紫外輻照制備交聯(lián)聚丙烯腈分離膜的方法，其特征在于步驟1)中丙烯 腈、甲基丙烯酸烯丙酯溶于二甲亞砜形成的溶液中，丙烯腈和甲基丙烯酸烯丙酯在溶液中 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%_20%。
[0007] 所述的一種紫外輻照制備交聯(lián)聚丙烯腈分離膜的方法，其特征在于步驟1)中加入 引發(fā)劑偶氮二異丁腈的投料質(zhì)量百分比占溶質(zhì)質(zhì)量的〇. 2wt. %_2wt. %，鏈轉(zhuǎn)移劑的投料質(zhì) 量百分比占溶質(zhì)質(zhì)量的0. 2wt. %-2wt. %。
[0008] 所述的一種紫外輻照制備交聯(lián)聚丙烯腈分離膜的方法，其特征在于步驟2)中初產(chǎn) 物的二甲亞砜溶液中，初產(chǎn)物的質(zhì)量濃度為5wt. %_12wt. %。
[0009] 所述的一種紫外輻照制備交聯(lián)聚丙烯腈分離膜的方法，其特征在于步驟2)中交聯(lián) 劑的投料量為初產(chǎn)物質(zhì)量的〇. lwt. %-lOwt. %。
[0010] 所述的一種紫外輻照制備交聯(lián)聚丙烯腈分離膜的方法，其特征在于步驟2)中光引 發(fā)劑安息香二甲醚的投料量為初產(chǎn)物質(zhì)量的〇. lwt. %-lOwt. %。
[0011] 所述的一種紫外輻照制備交聯(lián)聚丙烯腈分離膜的方法，其特征在于步驟2)中所述 交聯(lián)劑為含兩個(gè)巰基的二硫醇. 所述的一種紫外輻照制備交聯(lián)聚丙烯腈分離膜的方法，其特征在于步驟2)中所述交聯(lián) 劑為3, 6-二氧雜-1，8-辛烷二硫醇、（巰基乙酸）-1，4- 丁二酯或1，10-癸二硫醇。
[0012] 所述的一種紫外輻照制備交聯(lián)聚丙烯腈分離膜的方法，其特征在于步驟1)中丙烯 腈、甲基丙烯酸烯丙酯的二甲亞砜溶液還包括N，N-二甲基-N-甲基丙烯酰胺基丙基-N-丙 烷磺酸內(nèi)鹽，N，N-二甲基-N-甲基丙烯酰胺基丙基-N-丙烷磺酸內(nèi)鹽與丙烯腈的投料質(zhì)量 比為 1 :5-50。
[0013] 通過(guò)采用上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下： 1) 本發(fā)明通過(guò)加入如半胱氨鹽酸鹽等脂肪族硫醇作為鏈轉(zhuǎn)移劑，用于調(diào)控丙烯腈共聚 物的結(jié)構(gòu)；同時(shí)丙烯腈、甲基丙烯酸烯丙酯的二甲亞砜溶液還可以加入限定量的N，N-二甲 基-N-甲基丙烯酰胺基丙基-N-丙烷磺酸內(nèi)鹽等其他單體，能有效提高其親水性，而且成膜 時(shí)采用紫外光照，利用雙鍵與巰基快速點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)，只需要幾十秒時(shí)間，且設(shè)備簡(jiǎn)單，易 于與制膜工藝有機(jī)結(jié)合，大大提高交聯(lián)膜的制備效率； 2) 本發(fā)明所述的紫外輻照制備丙烯腈交聯(lián)分離膜的制備方法，不僅原料易得，操作簡(jiǎn) 單，交聯(lián)速度快，實(shí)驗(yàn)條件溫和，能耗低，效率高，且該方法易與功能單體共聚改性，得到親 水化或功能化的丙烯腈交聯(lián)分離膜，其耐有機(jī)溶劑性能優(yōu)異，在有機(jī)溶劑浸泡多時(shí)，結(jié)構(gòu)穩(wěn) 定不易變形，力學(xué)強(qiáng)度佳，再生后可循環(huán)使用，不易造成二次污染。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 附圖1為本發(fā)明實(shí)施例5得到的交聯(lián)聚丙烯腈分離膜的掃描電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 實(shí)施例1 1) 分別稱取4. 24g丙稀腈、0. 286g甲基丙稀酸稀丙酯，溶于50g二甲亞砜中，隨后加入 〇.〇7g的引發(fā)劑偶氮二異丁腈和0.04g鏈轉(zhuǎn)移劑半胱氨鹽酸鹽，密封氮?dú)獗Ｗo(hù)，在60°C水浴 鍋中反應(yīng)4h后，在乙醇中沉淀出來(lái)，并用乙醇和水分別洗滌3次，在60 °C真空烘箱中干燥 6h，得到初產(chǎn)物； 2) 稱取0. 4g初產(chǎn)物溶于4. 6g二甲亞砜中，并加入10mg交聯(lián)劑3, 6-二氧雜-1，8-辛 烷二硫醇和15mg光引發(fā)劑安息香二甲醚形成刮膜液，用200 μ m刮刀在玻板上刮膜，立即 放入lOPW/cm2紫外光下照射300s，接著將玻板轉(zhuǎn)移至水中，進(jìn)行相轉(zhuǎn)化成膜。最后將所得 膜用水浸泡洗滌12h以上，除去未反應(yīng)單體等雜質(zhì)，并保存在水中。
[0016] 實(shí)施例2 1) 分別稱取4. 24g丙稀腈，0. 143g甲基丙稀酸稀丙酯，溶于50g二甲亞砜中。隨后加 入〇. 〇7g的引發(fā)劑偶氮二異丁腈和0. 04g鏈轉(zhuǎn)移劑半胱氨鹽酸鹽，密封氮?dú)獗Ｗo(hù)，在60°C水 浴鍋中反應(yīng)4h后，在乙醇中沉淀出來(lái)，并用乙醇和水分別洗滌3次，在60°C真空烘箱中干燥 6h，得到初產(chǎn)物； 2) 稱取0. 4g初產(chǎn)物溶于4. 6g二甲亞砜中，并加入5mg交聯(lián)劑3, 6-二氧雜-1，8-辛烷 二硫醇和15mg光引發(fā)劑安息香二甲醚形成刮膜液，用200 μ m刮刀在玻板上刮膜，立即放 入30(^W/cm2紫外光下照射30s。接著將玻板轉(zhuǎn)移至水中，進(jìn)行相轉(zhuǎn)化成膜。最后將所得膜 用水浸泡洗滌12h以上，并保存在水中。
[0017] 實(shí)施例3 1) 分別稱取4. 24g丙稀腈，0. 143g甲基丙稀酸稀丙酯，溶于50g二甲亞砜中。隨后加 入〇. 〇7g的引發(fā)劑偶氮二異丁腈和0. 04g鏈轉(zhuǎn)移劑半胱氨鹽酸鹽，密封氮?dú)獗Ｗo(hù)，在60°C水 浴鍋中反應(yīng)4h后，在乙醇中沉淀出來(lái)，并用乙醇和水分別洗滌3次，在60°C真空烘箱中干燥 6h，得到初產(chǎn)物； 2) 稱取0. 4g初產(chǎn)物溶于4. 6g二甲亞砜中，并加入5 mg交聯(lián)劑（疏基乙酸）-1，4- 丁 二酯和15mg光引發(fā)劑安息香二甲醚形成刮膜液，用200 μ m刮刀在玻板上刮膜，立即放入 10(