CN105536552B - 一种碟片式改性膜片的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碟片式改性膜片的制备方法，包括：先配制铸膜液，然后将铸膜液倒在玻璃板上刮制成初膜，凝固成形后自动脱离玻璃板，将其置于超纯水中浸泡12~24h，制得PVDF基膜；用蒸馏水洗净PVDF基膜后，静置2h，在其表面均匀涂覆复合改性试剂，自然晾干后制得改性PVDF膜；将改性PVDF膜、支撑导流网和改性PVDF膜上下层叠压制呈一体，制得改性膜片基体；将改性膜片基体制成碟片状，压边并开设安装通孔，制得成品。本发明制成的产品柔韧度高，不易变形，膜上形成的孔洞呈多孔海绵网状结构，大大提高了抗污堵性，还通过改性试剂对膜表面进行电位处理，使其更具亲水性，且膜层附着力强，不易分离剥落。

Description

一种碟片式改性膜片的制备方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体地讲，涉及的是一种碟片式改性膜片的制备方法。
背景技术
反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。可见，反渗透膜是反渗透技术的核心部件，反渗透水处理的效果与反渗透膜的质量直接相关。
现有的用于膜法处理的膜片大致分为方形板式膜片和圆形板式膜片，其中方形板式膜片自身强度不太高，需ABS板支撑和固定，避免弯曲变形，其膜片孔洞为线条状，容易污堵，其膜层附着力也一般，存在剥离风险；圆形板式膜片相对强度较高，虽然可不用ABS板进行支撑，但其膜片的孔洞仍为线条状，容易污堵。可见，膜本身的结构很大程度上决定了该膜的水处理性能，因此，如何改进膜本身的结构成为我们研究的主要问题。经我们研究发现，可通过改变膜的制作材料来实现对膜本身结构的改变。
发明内容
为克服现有技术存在的问题，本发明提供一种能够有效改善膜本身结构的碟片式改性膜片。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种碟片式改性膜片的制备方法，包括如下步骤：
（1）按如下质量百分比的组分配制铸膜液：
PVDF 16~30%，乙二醇单甲醚 15~20%，聚乙烯吡咯烷酮 20~25%，二甲基甲酰氨 2~5%，二甲基吡咯烷酮 10~15%，二甲基亚砜 7~12%；
（2）将铸膜液倒在洁净的玻璃板上，刮制成初膜，并使其在15~25℃的温度条件下凝固成形；
（3）初膜成形后自动脱离玻璃板，然后将其置于超纯水中浸泡12~24h，并每隔3h换一次水，浸泡完成后制得PVDF基膜；
（4）将PVDF基膜采用蒸馏水洗涤干净，然后在无菌环境中静置2h；
（5）将复合改性试剂均匀涂覆于洗净的PVDF基膜表面，在25±3℃的温度下自然晾干，制得改性PVDF膜；
（6）将改性PVDF膜、支撑导流网和改性PVDF膜上下层叠压制呈一体，制得改性膜片基体；
（7）将改性膜片基体制成碟片状，并将碟片状的外围边缘压制为封闭的一体，还在碟片状的中心开设贯穿上下的安装通孔，制得所述碟片式改性膜片。
其中，所述步骤（1）中将铸膜液的各组分材料按量混合后，在65~100℃的温度条件下搅拌24~36h至溶解均匀，形成铸膜液。
由此制得的碟片式改性膜片的结构，包括上下依次层叠并压制呈碟片状的改性PVDF膜、支撑导流网和改性PVDF膜，以及在该碟片状中心处贯穿所有改性PVDF膜和支撑导流网的安装通孔，所述上下两层改性PVDF膜的外围边缘压制为封闭的一体；所述改性PVDF膜由PVDF基膜和在所述PVDF基膜表面涂覆的复合改性涂层构成。其中，所述复合改性涂层由在洗净后的PVDF基膜表面涂覆的复合改性试剂晾干后形成。
作为一种优选，所述铸膜液由下述质量百分比的组分构成：
PVDF 30%，乙二醇单甲醚 18%，聚乙烯吡咯烷酮 22%，二甲基甲酰氨 5%，二甲基吡咯烷酮 14%，二甲基亚砜 11%。
作为一种优选，所述铸膜液由下述质量百分比的组分构成：
PVDF 26%，乙二醇单甲醚 20%，聚乙烯吡咯烷酮 24%，二甲基甲酰氨 4%，二甲基吡咯烷酮 14%，二甲基亚砜 12%。
更进一步地，所述复合改性试剂由7~20%质量百分比的聚乙烯醇、2~15%质量百分比的马来酸酐、0.1~1%质量百分比的过氧化异丙苯和0~3.8%质量百分比的聚乙烯吡咯烷酮构成的溶质均匀溶解于超纯水溶剂中制得。
作为一种优选，所述复合改性试剂由15%质量百分比的聚乙烯醇、9%质量百分比的马来酸酐、0.5%质量百分比的过氧化异丙苯和1.9%质量百分比的聚乙烯吡咯烷酮构成的溶质均匀溶解于超纯水溶剂中制得。
作为一种优选，所述复合改性试剂由18%质量百分比的聚乙烯醇、12%质量百分比的马来酸酐、1%质量百分比的过氧化异丙苯构成的溶质均匀溶解于超纯水溶剂中制得。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明制成的膜具有很高的柔韧度，弯曲不易变形，其表面光滑，能够提高膜表面的水流紊流效果减小浓差极化，同时膜上形成的孔洞呈多孔海绵网状结构，大大提高了抗污堵性，还通过改性试剂对膜表面进行电位处理，使其更具亲水性，且膜层附着力强，不易分离剥落，并且本发明构思新颖，结构简单，成本低廉，方便实用，安全高效，具有广泛的应用前景，适合推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例1
所述碟片式改性膜片，包括上下依次层叠并压制呈碟片状的改性PVDF膜、支撑导流网和改性PVDF膜，以及在该碟片状中心处贯穿所有改性PVDF膜和支撑导流网的安装通孔，所述上下两层改性PVDF膜的外围边缘压制为封闭的一体；所述改性PVDF膜由PVDF基膜和在所述PVDF基膜表面涂覆的复合改性涂层构成。其中，所述复合改性涂层由在洗净后的PVDF基膜表面涂覆的复合改性试剂晾干后形成。
该碟片式改性膜片的制备方法，包括如下步骤：
（1）按如下质量百分比的组分配制铸膜液：
PVDF 16~30%，乙二醇单甲醚 15~20%，聚乙烯吡咯烷酮 20~25%，二甲基甲酰氨 2~5%，二甲基吡咯烷酮 10~15%，二甲基亚砜 7~12%；
其中，将上述各组分材料按量混合后，在65~100℃的温度条件下搅拌24~36h至溶解均匀，形成铸膜液；
（2）将铸膜液倒在洁净的玻璃板上，刮制成初膜，并使其在15~25℃的温度条件下凝固成形；
（3）初膜成形后自动脱离玻璃板，然后将其置于超纯水中浸泡12~24h，并每隔3h换一次水，浸泡完成后制得PVDF基膜；
（4）将PVDF基膜采用蒸馏水洗涤干净，然后在无菌环境中静置2h；
（5）将复合改性试剂均匀涂覆于洗净的PVDF基膜表面，在25±3℃的温度下自然晾干，制得改性PVDF膜；
（6）将改性PVDF膜、支撑导流网和改性PVDF膜上下层叠压制呈一体，制得改性膜片基体；
（7）将改性膜片基体制成碟片状，并将碟片状的外围边缘压制为封闭的一体，还在碟片状的中心开设贯穿上下的安装通孔，制得所述碟片式改性膜片。
其中，所述复合改性试剂由7~20%质量百分比的聚乙烯醇、2~15%质量百分比的马来酸酐、0.1~1%质量百分比的过氧化异丙苯和0~3.8%质量百分比的聚乙烯吡咯烷酮构成的溶质均匀溶解于超纯水溶剂中制得。制备复合改性试剂时，将上述溶质溶解于80±3℃的超纯水溶剂中，使用匀速搅拌器按75~150rad/min的速度对上述混合溶液搅拌15~25min，使各组分充分混合，形成胶黏状态。
经试验，该PVDF基膜的产水通量为8~10L/h·m2，回收率为60~80%。而改性处理后的膜片经试验，产水通量提高30～50%，回收率提高至75～90%。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：
所述铸膜液由下述质量百分比的组分构成：
PVDF 30%，乙二醇单甲醚 18%，聚乙烯吡咯烷酮 22%，二甲基甲酰氨 5%，二甲基吡咯烷酮 14%，二甲基亚砜 11%。
所述复合改性试剂由15%质量百分比的聚乙烯醇、9%质量百分比的马来酸酐、0.5%质量百分比的过氧化异丙苯和1.9%质量百分比的聚乙烯吡咯烷酮构成的溶质均匀溶解于超纯水溶剂中制得。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：
所述铸膜液由下述质量百分比的组分构成：
PVDF 26%，乙二醇单甲醚 20%，聚乙烯吡咯烷酮 24%，二甲基甲酰氨 4%，二甲基吡咯烷酮 14%，二甲基亚砜 12%。
所述复合改性试剂由18%质量百分比的聚乙烯醇、12%质量百分比的马来酸酐、1%质量百分比的过氧化异丙苯构成的溶质均匀溶解于超纯水溶剂中制得。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种碟片式改性膜片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按如下质量百分比的组分配制铸膜液：
PVDF 16～30％，乙二醇单甲醚15～20％，聚乙烯吡咯烷酮20～25％，二甲基甲酰胺 2～5％，二甲基吡咯烷酮10～15％，二甲基亚砜7～12％，
将铸膜液的各组分材料按量混合后，在65～100℃的温度条件下搅拌24～36h至溶解均匀，形成铸膜液；
(2)将铸膜液倒在洁净的玻璃板上，刮制成初膜，并使其在15～25℃的温度条件下凝固成形；
(3)初膜成形后自动脱离玻璃板，然后将其置于超纯水中浸泡12～24h，并每隔3h换一次水，浸泡完成后制得PVDF基膜；
(4)将PVDF基膜采用蒸馏水洗涤干净，然后在无菌环境中静置2h；
(5)将复合改性试剂均匀涂覆于洗净的PVDF基膜表面，在25±3℃的温度下自然晾干，制得改性PVDF膜；
(6)将改性PVDF膜、支撑导流网和改性PVDF膜上下层叠压制呈一体，制得改性膜片基体；
(7)将改性膜片基体制成碟片状，并将碟片状的外围边缘压制为封闭的一体，还在碟片状的中心开设贯穿上下的安装通孔，制得所述碟片式改性膜片；
其中，所述复合改性试剂由7～20％质量百分比的聚乙烯醇、2～15％质量百分比的马来酸酐、0.1～1％质量百分比的过氧化异丙苯和0～3.8％质量百分比的聚乙烯吡咯烷酮构成的溶质均匀溶解于超纯水溶剂中制得。
2.根据权利要求1所述的一种碟片式改性膜片的制备方法，其特征在于，所述铸膜液由下述质量百分比的组分构成：
PVDF 30％，乙二醇单甲醚18％，聚乙烯吡咯烷酮22％，二甲基甲酰胺 5％，二甲基吡咯烷酮14％，二甲基亚砜11％。
3.根据权利要求1所述的一种碟片式改性膜片的制备方法，其特征在于，所述铸膜液由下述质量百分比的组分构成：
PVDF 26％，乙二醇单甲醚20％，聚乙烯吡咯烷酮24％，二甲基甲酰胺 4％，二甲基吡咯烷酮14％，二甲基亚砜12％。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种碟片式改性膜片的制备方法，其特征在于，所述复合改性试剂由15％质量百分比的聚乙烯醇、9％质量百分比的马来酸酐、0.5％质量百分比的过氧化异丙苯和1.9％质量百分比的聚乙烯吡咯烷酮构成的溶质均匀溶解于超纯水溶剂中制得。
5.根据权利要求1～3任一项所述的一种碟片式改性膜片的制备方法，其特征在于，所述复合改性试剂由18％质量百分比的聚乙烯醇、12％质量百分比的马来酸酐、1％质量百分比的过氧化异丙苯构成的溶质均匀溶解于超纯水溶剂中制得。
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