TW201425404A - 原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜及中空纖維複合膜之製備方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係有關於一種原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜及中空纖維複合膜之製備方法，係主要於鑄膜液中加入聚合單體，繼加入相對反應單體於凝聚槽中，於鑄模液中進行界面聚合反應，以聚合成型超薄層平板式複合膜或結合抽絲定形技術，製備出超薄層中空纖維複合膜；藉此，一次性聚合反應即可合成製備出高度穩定性之超薄層平板式或中空纖維複合膜，以達到有效提升分離產能、節省製作成本及降低污染產生量等實質效益。
Description
本發明係有關於一種原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜及中空纖維複合膜之製備方法，尤指一種可以一次性聚合反應製備出高穩定性之超薄層平板式複合膜及中空纖維複合膜之製備技術。
按，薄膜分離技術可隔離液相與氣相物質的阻隔物，使某一種物質藉由薄膜內部擴散速率不同達到分離效果，高分子內部擴散是由滲透、壓力差等控制內部物質之輸送速率，故特定分離物質可藉由薄膜產生篩濾作用，造成篩選物質效應使所需物質可以優先分離。
超薄層複合〔thin film composite，TFC〕技術自1977年發表以來，許多學者針對界面聚合反應特性進行探討，研究結果發現影響超薄層複合〔TFC〕膜之關鍵因素在於界面聚合反應程度，有效控制反應進行即可製備出所需之超薄層複合膜。現有超薄層複合〔TFC〕膜製備方法，請參閱第九圖所示，係先選用微過濾〔MF〕或超過濾〔UF〕膜做為基材膜，將其浸泡在含有親水單體〔通常帶有胺基官能基，-NH2〕的水相溶液中，使其充分的浸潤，取出基材膜並清除多餘的水相溶液，接著將基材膜浸泡入含有另一種疏水單體〔通常含有醯氯官能基，-COOH 〕的有機相溶液中，由於兩種單體分別存在於兩不互融的溶劑中，因此反應只會在兩種溶劑的界面上進行，於基材膜的表面形成一均勻且緻密的聚合物薄膜層，一般此薄膜層厚度約是在0.02～2微米〔um〕之間，此製作方法的關鍵在於選擇具有合適分配係數的反應單體，並設置合適的擴散速度以獲得理想的緻密膜，反應中會有氯化氫生成，為了使反應能夠順利進行，常需加入酸接受劑中和氯化氫，為了使兩種界面聚合單體能有效的接觸，常需加入表面活性劑，常用的活性單體有多元胺、多元醇、多元酚和多元醯氯等，其中，多元胺、多元醇、多元酚可溶於水相，多元醯氯則可溶於有機〔油〕相，反映後分別形成聚醯胺、聚酯、聚脲或是聚氨酯等聚合物皮層，又以聚醯胺膜最為常見，一般的聚醯胺膜是使用界面聚合法〔Interfacial polymerization〕製作而成，首先選擇具有孔洞的膜材作為支撐，在此膜面上聚縮合出一薄薄的分離層，由於此法具有反應快速、容易控制和操作簡單等優點，故被廣泛應用於商業化奈米過濾膜與逆滲透〔RO〕膜的製作，而均苯三甲醯氯〔TMC〕與芳香族二胺〔Aromatic diamine 〕則是最為常見被用來反應的單體，當單體於界面上行聚縮合反應，均苯三甲醯氯〔TMC〕的醯氯基〔-COCl〕與芳香族二胺〔Aromatic diamine 〕的胺基〔-NH2〕會鍵結形成一緻密的芳香族聚醯胺層〔分離層〕。
另又有學者利用不同二胺類與1,3,5-均苯三甲醯氯〔1,3,5-benzenetricarbonyl trichloride〕藥劑做為聚合藥劑，以聚丙烯腈〔polyacrylonitrile，mPAN〕膜為支撐膜製備出超薄層複合〔TFC〕膜分離異丙醇，由實驗結果所示，以乙二胺〔Ethylenediamine，EDA〕與間苯二胺〔m-phenylenediamine，MPDA〕所聚合超薄層複合膜對於90%異丙醇25℃的操作條件下，擁有250〔 公克/平方公尺.小時，g/m2×hr〕及77重量百分比濃度〔wt%〕分離效能和180〔公克/平方公尺.小時，g/m2×hr〕與71重量百分比濃度〔wt%〕分離效能，而其它二胺藥劑聚合程度不夠導致分離效能不佳，另有學者利用三乙烯四胺〔Triethylenetetramine，TETA〕及均苯三甲醯氯〔TMC〕進行聚合製備兩種不同條件超薄層複合膜對於乙醇、異丙醇與氟化醇分離水溶液，擁有最高分離效能99.7%分離水溶液而透過量為1903〔公克/平方公尺.小時，g/m2×hr〕，故由上述實驗數據可知，當超薄層複合膜應用於滲透蒸發分離時，如何克服溶劑所造成之過度膨潤效應所造成之影響，將是決定滲透蒸發分離性能主要之因素，然，現有的超薄層複合〔TFC〕膜之研究及製備技術，由於採多段式製備法，故實施上仍無法有效克服上述溶劑造成之過度膨潤效應之低穩定性，且多段式製備法製作成本昂貴但產能極低，同時於生產時所產生污染卻極高，極不符合生產及環保上等效益。
緣是，本發明人有鑑於現有多段式超薄層複合技術穩定性低且有製作成本高、產能極低及高污染等缺失，乃藉其多年於相關領域的製造及設計經驗和知識的輔佐，並經多方巧思，針對現有超薄層複合膜製備技術進行研發改良，而研創出本發明。
本發明係有關於一種原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜及中空纖維複合膜之製備方法，其主要目的係為了提供一種可以一次性聚合反應製備出高穩定性之超薄層平板式複合膜及中空纖維複合膜之製備技術。
為了達到上述實施目的，本發明人乃研擬如下原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜之製備方法，其實施步驟係包含：
Ａ.備製鑄膜液：該鑄膜液係為由聚嗍碸或可濕相轉換成膜高分子基材溶解於N-甲基-2-四吡咯酮〔NMP〕製成之鑄膜液，或由溶劑配製可相溶入油相單體製成之鑄膜液其中之一；
Ｂ.加入聚合單體：又於鑄膜液加入聚合單體，該聚合單體係為己二胺單體或三胺單體其中之一；
Ｃ.加入反應單體備置凝聚槽溶液：再將加有聚合單體之鑄膜液浸置入凝聚槽溶液，且於凝聚槽溶液中加入反應單體，該反應單體係為二胺、二氯醯單體或三氯醯單體其中之一；
Ｄ.界面聚合複合膜：該鑄模液中之聚合單體及凝聚槽溶液中之反應單體係於其相轉換界面處成型薄膜。
又本發明之原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜係可進一步結合抽絲定形技術，製備出超薄層中空纖維複合膜，其實施步驟係包含：
Ａ.備製鑄膜液：該鑄膜液係為由聚嗍碸或可濕相轉換成膜高分子基材溶解於N-甲基-2-四吡咯酮〔NMP〕製成之鑄膜液，或由溶劑配製可相溶入油相單體製成之鑄膜液其中之一；
Ｂ.加入聚合單體：又於鑄膜液加入聚合單體，該聚合單體係為己二胺單體或三胺單體其中之一；
Ｃ.加入反應單體備製芯液：再將添加有聚合單體之鑄膜液加入芯液中，而於該芯液中係加入有反應單體，該反應單體係為二胺、二氯醯單體或三氯醯單體其中之一；
Ｄ.紡絲界面聚合複合膜：續將添加有聚合單體之鑄膜液及添加有反應單體之芯液由中空纖維膜成型機之紡嘴擠押成型中空纖維膜，並使該中空纖維膜浸置於凝聚槽溶液中定型。
藉此，原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜及中空纖維複合膜之製備方法係採用一次性聚合反應，不僅可合成製備出高度穩定性之超薄層複合〔TFC〕膜，且一次性反應效率高，有效提升產能者。
又本發明之原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜及中空纖維複合膜之製備方法係採用一次性聚合反應，故製備過程簡單，且無須大量更換耗材及消耗過多單體，大幅節省製作成本者。
另本發明之原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜及中空纖維複合膜之製備方法係採用一次性聚合反應，故製程用水及廢水大幅減少，污染產生量極低者。
且本發明之原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜及中空纖維複合膜之製備方法係無須採高溫操作，不受高沸點物質影響，故實施上極具安全性者。
復本發明之原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜及中空纖維複合膜之製備方法，於濕式製膜程式中可得性能優良之分離薄膜，無須多段反應聚合及大量單體溶劑環境反應，即可達製備良好超薄層複合〔TFC〕膜，可使生產過程污染程度達最小化，極符合綠色生產環保趨勢者。
而為令本發明之技術手段及其所能達成之效果，能夠有更完整且清楚的揭露，茲詳細說明如下，請一併參閱揭露之圖式及圖號：
首先，請參閱第一圖所示，為本發明之原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜之製備方法，其實施步驟係包含：
Ａ.備製鑄膜液：係以6～8公克之聚嗍碸〔PSF〕或其它可濕相轉換成膜之高分子基材其中之一，加入25毫升之N-甲基-2-四吡咯酮〔NMP〕，以配製成鑄膜液，或由其他溶劑配製可相溶入油相單體等製成鑄膜液；
Ｂ.加入聚合單體：再將該鑄膜液於磁石攪拌器攪拌24小時完全溶解後加入0.1～1.0 %之己二胺〔hexamethylenediamine〕或三胺〔triamine〕其中之一水相單體，靜置1小時以去除氣泡；
Ｃ.加入反應單體於凝聚槽：於製作薄膜前，係先將平板玻璃板洗淨並用逆滲透〔RO〕水沖洗，將玻璃板上逆滲透水去除後倒入適量已添加有聚合單體之鑄膜液於玻璃板上，並以塗膜刮刀塗膜後，再將該塗佈有加入聚合單體之鑄膜液的玻璃板浸置入凝聚槽溶液中，該凝聚槽溶液係為逆滲透水或醇類或烷類溶液其中之一，並於該凝聚槽溶液中添加有1.2～2.0%二胺〔diamine〕、二氯醯〔dichloride〕或三氯醯〔trichloride〕其中之一油相單體；
Ｄ.界面聚合複合膜：復浸置於凝聚槽中之鑄膜液上之水相單體及凝聚槽溶液中油相單體係於其相轉換界面處成型超薄層複合膜，待薄膜成型脫落，將薄膜放入逆滲透水24小時並取出放置室溫下真空乾燥24小時，以去除殘餘溶劑及水分。
又 本發明之原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜之製備方法，亦可先於鑄膜液添加入油相單體，另於凝聚槽溶液中添加入水相單體，以成型超薄層平板式複合膜，其實施步驟係為：
Ａ.備製鑄膜液：係以6～8公克之聚嗍碸〔PSF〕或其它可濕相轉換成膜之高分子基材其中之一，加入25毫升之N-甲基-2-四吡咯酮〔NMP〕，以配製成鑄膜液，或由其他溶劑配製可相溶入水相單體等製成鑄膜液；
Ｂ.加入聚合單體：再將該鑄膜液於磁石攪拌器攪拌24小時完全溶解後加入0.1～1.0 %之二胺〔diamine〕、二氯醯〔dichloride〕或三氯醯〔trichloride〕其中之一油相單體，靜置1小時以去除氣泡；
Ｃ.加入反應單體於凝聚槽：於製作薄膜前，係先將平板玻璃板洗淨並用逆滲透〔RO〕水沖洗，將玻璃板上逆滲透水去除後倒入適量已添加有聚合單體之鑄膜液於玻璃板上，並以塗膜刮刀塗膜後，再將該塗佈有加入聚合單體之鑄膜液的玻璃板浸置入凝聚槽溶液中，該凝聚槽溶液係為逆滲透水或醇類或烷類溶液其中之一，並於該凝聚槽溶液中添加有1.2～2.0%己二胺〔hexamethylenediamine〕或三胺〔triamine〕其中之一之水相單體；
Ｄ.界面聚合複合膜：復浸置於凝聚槽中之鑄膜液上之油相單體及凝聚槽溶液中水相單體係於其相轉換界面處成型超薄層複合膜，待薄膜成型脫落，將薄膜放入逆滲透水24小時並取出放置室溫下真空乾燥24小時，以去除殘餘溶劑及水分。
再者，請一併參閱第二圖所示，本發明之原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜係可進一步結合抽絲定形技術，製備出超薄層中空纖維複合膜，其實施步驟係包含：
Ａ.備製鑄膜液：係以6～8公克之聚嗍碸〔PSF〕或其它可濕相轉換成膜之高分子基材，再加入25毫升之N-甲基-2-四吡咯酮〔NMP〕配製成鑄膜液，或由其他溶劑配製可相溶入油相單體等製成鑄膜液；
Ｂ.加入聚合單體：加入聚合單體：再將該鑄膜液於磁石攪拌器攪拌24小時完全溶解後加入0.1～1.0 %之己二胺〔hexamethylenediamine〕或三胺〔triamine〕其中之一水相單體，靜置1小時以去除氣泡；
Ｃ.加入反應單體備製芯液：繼將加入水相單體之鑄膜液置入中空纖維膜成型機之容槽，且於該中空纖維膜成型機之容槽內設有芯液，該芯液係為去離子水、正己烷或正丁醇溶液或其他可溶油相單體之組合溶劑其中之一，並於該芯液中添加有0.1～1.0 %二胺〔diamine〕、二氯醯〔dichloride〕或三氯醯〔trichloride〕其中之一油相單體；
Ｄ.紡絲界面聚合複合膜：續以特定壓力與紡絲速度將添加有聚合單體之鑄膜液及添加有反應單體之芯液由中空纖維膜成型機之紡嘴擠押成型中空纖維膜，並使該中空纖維膜浸置於凝聚槽溶液中定型，該凝聚槽溶液係為去離子水或逆滲透水，且待薄膜成型後將薄膜放入逆滲透水24小時並取出。
又 本發明之原位相轉換界面聚合法製備超薄層中空纖維複合膜方法，亦可先於鑄膜液添加入油相單體，另於芯液中添加入水相單體，以成型超薄層中空纖維複合膜，其實施步驟係為：
Ａ.備製鑄膜液：係以6～8公克之聚嗍碸〔PSF〕或其它可濕相轉換成膜之高分子基材，再加入25毫升之N-甲基-2-四吡咯酮〔NMP〕配製成鑄膜液，或由其他溶劑配製可相溶入水相單體等製成鑄膜液；
Ｂ.加入聚合單體：加入聚合單體：再將該鑄膜液於磁石攪拌器攪拌24小時完全溶解後加入0.1～1.0 %之二胺〔diamine〕、二氯醯〔dichloride〕或三氯醯〔trichloride〕其中之一油相單體，靜置1小時以去除氣泡；
Ｃ.加入反應單體備製芯液：繼將加入水相單體之鑄膜液置入中空纖維膜成型機之容槽，且於該中空纖維膜成型機之容槽內設有芯液，該芯液係為去離子水、正己烷或正丁醇溶液或其他可溶水相單體之組合溶劑其中之一，並於該芯液中添加有0.1～1.0 %己二胺〔hexamethylenediamine〕或三胺〔triamine〕其中之一水相單體；
Ｄ.紡絲界面聚合複合膜：續以特定壓力與紡絲速度將添加有聚合單體之鑄膜液及添加有反應單體之芯液由中空纖維膜成型機之紡嘴擠押成型中空纖維膜，並使該中空纖維膜浸置於凝聚槽溶液中定型，該凝聚槽溶液係為去離子水或逆滲透水，且待薄膜成型後將薄膜放入逆滲透水24小時並取出。
另本發明之原位相轉換界面聚合法製備超薄層中空纖維複合膜之中空纖維紡絲參數控制，係以濕式紡絲法〔Wet spinning〕為主，該紡絲液組成為22.7～26重量百分比濃度〔wt%〕之聚嗍碸/氮-甲基四氫吡咯酮〔PSF/ NMP〕，該蕊液〔Bore liquid〕組成及流速為去離子水或己烷及正丁醇溶液，其流速0.5 毫升/分鐘〔ml/min〕，又該外部凝聚溶液〔External coagulant〕為去離子水或逆滲透水，另改變鑄模壓力〔Dope extrusion pressure〕為0.5～4.0大氣壓〔atm〕，又該紡織頭孔徑〔Spinneret diameter〕其出口直徑/入口直徑〔OD/ID〕為0.53/0.25公釐〔mm〕，改變氣距〔Air gap〕為0～25公分〔cm〕，依上述紡絲參數，製備所需之中空纖維膜，成型後之中空纖維膜則置於去離子水或逆滲透水中靜置三天，再浸泡甲醇2小時，去除薄膜上多餘的溶劑，取出膜置於空氣中乾燥，完成一製膜程序，最後將薄膜置於真空烘箱中於室溫下乾燥24小時。
藉此，當進行複合膜滲透蒸發性能測試時，係可將待測薄膜放入滲透室〔Cell〕內進行測試，而緻密層之膜面與進料溶液接觸，並以55公釐〔mm〕濾紙和不鏽鋼網支撐將滲透室隔成上下兩室，且以Ｏ型環使薄膜在兩室中保持完全緊密狀態。待測薄膜安裝於滲透室後，開始測試並穩定30分鐘，正式取樣30分鐘，利用收集器〔trap〕進行收集滲透過薄膜之物質，將收集器放置保溫套筒內並裝入液態氮〔-196℃〕使待測物質凝結，待滲透物質完全解凍，以重量法及氣相色層分析儀測出滲透過薄膜的重量和濃度，該薄膜的滲透率〔Permeation Rate，P〕和選擇比〔Separation Factor，α〕之乘積作為滲透蒸發分離指標〔Pervaporation Separation Index，PSI〕，判斷滲透蒸發薄膜性能之優劣；
經由下列公式計算，係可獲得不同濃度之油相單體滲透蒸發曲線圖【如第三圖所示】及不同濃度之水相單體之滲透蒸發曲線圖【如第四圖所示】。
P = W/At
其中， P：透過率〔公克/平方公尺.小時，g/m2×
hr〕
W:物種透過薄膜的重量〔公克，g〕
A:有效薄膜面積〔平方公尺，m2〕
T:操作時間〔小時，hr〕
α=(YA/YB)/(XA/XB)
其中，α：選擇比
YA、YB：透過液中水、乙醇濃度
XA、XB：進料液中水、乙醇濃度
而A為優先透過之物種
PSI=P×α
其中，PSI：滲透蒸發分離指標
P:透過率
α:選擇比
又由傅立葉轉換紅外線光譜儀〔ATR-FTIR〕進行測試，該紅外線光譜學研究某化學分子或者或化學物種因吸收或發射紅外線輻射，在某些振動的模式下產生振動，藉助於紅外線光譜的分析使化合物的結構與含量得以決定，其中，紅外線光譜涵蓋的範圍為12800～10公分〔cm-1〕或波長為0.78～1000微米〔μm〕，近IR光譜區中可以觀測分子振動模式的倍頻〔overtone〕及組合譜帶〔combination band〕的吸收，該IR光譜區即一般所指的紅外線光譜區，紅外線光譜儀通常是以穿透度對波數作圖來表示分析物對紅外線輻射的吸收情形，利用傅立葉轉換紅外線光譜儀〔ATR-FTIR〕觀察聚醯胺是否有聚合薄膜表面，以及不同濃度油相單體【如第五圖所示】及不同濃度之水相單體【如第六圖所示】於光譜鑑定中之變化情況。
另由環境掃描式電子顯微〔E-SEM〕鏡觀察，其實施時，係取適當大小的薄膜置入液氮中使膜材結凍以利於切割，並同時可以防止膜材結構經切割後變形，再將切割後的膜材以雙面膠固定在載臺上，先在真空抽氣系統中抽氣，使薄膜內部多餘有機溶劑去除，繼以蒸鍍法鍍金約15分鐘於表面鍍上一層金屬後，使表面具備導電性，再由環境掃描式電子顯微鏡觀察薄膜結構，以獲得在不同濃度油相單體【如第七圖所示】及不同濃度之水相單體【如第八圖所示】下於電子顯微〔E-SEM〕鏡觀察而得之切面圖。
復以接觸角〔Contact angle〕進行測試，係將待測薄膜剪裁成1.5×3平方公分〔cm2〕，先以玻璃板夾緊烘乾一天，使薄膜內部多餘溶液去除，用雙面膠將薄膜黏在載玻片上，確認薄膜表面平整，置於接觸角測量儀平臺上，以去離子水為測試液，滴至薄膜表面上，觀察其接觸角，以觀察膜材表面之親疏水性質，其接觸角度越大表示疏水性質越強，反之，則表示膜材較具親水性。
據此，本發明之原位相轉換界面聚合法製備超薄層複合膜之製備方法於實施上係將油相或水相等聚合單體先充分溶解於鑄膜溶液中，並於定形用凝聚劑中加入相對反應單體，於中空纖維膜成膜時，同時進行中空纖維膜成膜過程與界面聚合反應製備出良好之聚醯胺薄層等超薄層複合膜，另複合在中空纖維薄膜表面之薄層緻密性高，複合薄膜具良好分離性能，在適當濃度、時間、熱處理溫度等條件下，本發明之超薄層技術係可有效提升複合膜之滲透蒸發等程式之分離性能，由複合膜切面圖中，可發現聚醯胺等單體薄層附著於聚嗍碸〔PSF〕等高分子基材膜表面上，並隨著條件不同對於薄層的厚度不一致，且在接觸角測試結果顯示，聚醯胺膜接觸角下降，顯示親水性增加，由傅立葉轉換紅外線光譜儀測試可觀察到聚醯胺明顯有N-H與C=O特性吸收，證明聚醯胺薄層成功複合在基材膜表面，藉由超薄層複合技術可有效製備出具有高滲透蒸發分離性能對於乙醇/水溶液分離之複合膜。
再者，本發明之原位相轉換界面聚合法製備超薄層複合膜之製備方法所開發出具中空纖維結構之聚醯胺複合膜更印證於滲透蒸發處理乙醇水溶液之分離純化，利用不同特性與種類之聚醯胺單體及中空纖維膜皮層控制技術製備出具有內、外層複合膜結構之空纖維膜，藉由鑄膜程式、聚醯胺複合膜單體種類、中空纖維膜皮層控制技術、及成膜後處理程式最適化製備出分離性能優異之複合纖維膜，本發明更可廣泛應用於化學、化工程式中難分離溶劑之去水與分離程式、高濃度有機廢水之增濃與去水單元、高離子性廢水之奈米過濾程式、逆滲透純水製造程式、空氣中揮發性有機污染物之增濃、污染氣體分離程式及二氧化碳之分離與捕捉及廢溶劑中去水程式等諸多產業之分離、濃縮、純化作業，尤其該一次性製備合成技術其合成製備方式之便利性、經濟性及性能可靠性更係優現有複合膜製備技術者。
由上述結構及實施方式可知，本發明係具有如下優點：
1.本發明之原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜及中空纖維複合膜之製備方法係採用一次性聚合反應，不僅可合成製備出高度穩定性之超薄層複合〔TFC〕膜，且一次性反應效率高，有效提升產能者。
2.本發明之原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜及中空纖維複合膜之製備方法係採用一次性聚合反應，故製備過程簡單，且無須大量更換耗材及消耗過多單體，大幅節省製作成本者。
3.本發明之原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜及中空纖維複合膜之製備方法係採用一次性聚合反應，故製程用水及廢水大幅減少，污染產生量極低者。
4.本發明之原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜及中空纖維複合膜之製備方法係無須採高溫操作，不受高沸點物質影響，故實施上極具安全性者。
5.本發明之原位相轉換界面聚合法製備超薄層中空纖維複合膜之製備方法係於濕式製膜程式中可得性能優良之分離薄膜，無須多段反應聚合及大量單體溶劑環境反應，即可達製備良好超薄層複合〔TFC〕膜，可使生產過程污染程度達最小化，極符合綠色生產環保趨勢者。
綜上所述，本發明實施例確能達到所預期功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。
無
第一圖：本發明之製備超薄層平板式複合膜流程圖
第二圖：本發明之製備超薄層中空纖維複合流程圖
第三圖：本發明之不同濃度油相單體滲透蒸發曲線圖
第四圖：本發明之不同濃度水相單體滲透蒸發曲線圖
第五圖：本發明之不同濃度油相單體光譜鑑定圖
第六圖：本發明之不同濃度水相單體光譜鑑定圖
第七圖：本發明之不同濃度油相單體顯微切面圖
第八圖：本發明之不同濃度水相單體顯微切面圖
第九圖：現有之製備超薄層平板式複合膜流程圖
Claims (10)
- 一種原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜之製備方法，其實施步驟係包含：
Ａ.備製鑄膜液：該鑄膜液係為由聚嗍碸或可濕相轉換成膜高分子基材溶解於N-甲基-2-四吡咯酮〔NMP〕製成之鑄膜液，或由溶劑配製可相溶入油相單體製成之鑄膜液其中之一；
Ｂ.加入聚合單體：又於鑄膜液加入聚合單體，該聚合單體係為己二胺單體或三胺單體其中之一；
Ｃ.加入反應單體備置凝聚槽溶液：再將加有聚合單體之鑄膜液浸置入凝聚槽溶液，且於凝聚槽溶液中加入反應單體，該反應單體係為二胺、二氯醯單體或三氯醯單體其中之一；
Ｄ.界面聚合複合膜：該鑄模液中之聚合單體及凝聚槽溶液中之反應單體係於其相轉換界面處成型薄膜。 - 一種原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜之製備方法，其實施步驟係包含：
Ａ.備製鑄膜液：該鑄膜液係為由聚嗍碸或可濕相轉換成膜高分子基材溶解於N-甲基-2-四吡咯酮〔NMP〕製成之鑄膜液，或由溶劑配製可相溶入水相單體製成之鑄膜液其中之一；
Ｂ.加入聚合單體：又於鑄膜液加入聚合單體，該聚合單體係為二胺、二氯醯單體或三氯醯單體其中之一；
Ｃ.加入反應單體備置凝聚槽溶液：再將加有聚合單體之鑄膜液浸置入凝聚槽溶液，且於該凝聚槽溶液中加入反應單體，該反應單體係為己二胺單體或三胺單體其中之一；
Ｄ.界面聚合複合膜：該鑄模液中之聚合單體及凝聚槽溶液中之反應單體係於其相轉換界面處成型薄膜。 - 如申請專利範圍第1或2項所述原位相轉換界面聚合法製備超薄層平板式複合膜之製備方法，其中，該凝聚槽溶液係為逆滲透水或醇類或烷類溶液其中之一。
- 一種原位相轉換界面聚合法製備超薄層中空纖維複合膜之製備方法，其實施步驟係包含：
Ａ.備製鑄膜液：該鑄膜液係為由聚嗍碸或可濕相轉換成膜高分子基材溶解於N-甲基-2-四吡咯酮〔NMP〕製成之鑄膜液，或由溶劑配製可相溶入油相單體製成之鑄膜液其中之一；
Ｂ.加入聚合單體：又於鑄膜液加入聚合單體，該聚合單體係為己二胺單體或三胺單體其中之一；
Ｃ.加入反應單體備製芯液：再將添加有聚合單體之鑄膜液加入芯液中，而於該芯液中係加入有反應單體，該反應單體係為二胺、二氯醯單體或三氯醯單體其中之一；
Ｄ.紡絲界面聚合複合膜：續將添加有聚合單體之鑄膜液及添加有反應單體之芯液由中空纖維膜成型機之紡嘴擠押成型中空纖維膜，並使該中空纖維膜浸置於凝聚槽溶液中定型。 - 一種原位相轉換界面聚合法製備超薄層中空纖維複合膜之製備方法，其實施步驟係包含：
Ａ.備製鑄膜液：該鑄膜液係為由聚嗍碸或可濕相轉換成膜高分子基材溶解於N-甲基-2-四吡咯酮〔NMP〕製成之鑄膜液，或由溶劑配製可相溶入水相單體製成之鑄膜液其中之一；
Ｂ.加入聚合單體：又於鑄膜液加入聚合單體，該聚合單體係為二胺、二氯醯單體或三氯醯單體其中之一；
Ｃ.加入反應單體備製芯液：再將加有聚合單體之鑄膜液加入芯液中，而於該芯液中係加入有反應單體，該反應單體係為己二胺單體或三胺單體其中之一；
Ｄ.紡絲界面聚合複合膜：續將添加有聚合單體之鑄膜液及添加有反應單體之芯液由中空纖維膜成型機之紡嘴擠押成型中空纖維膜，並使該中空纖維膜浸置於凝聚槽溶液中定型。 - 如申請專利範圍第4或5項所述原位相轉換界面聚合法製備超薄層中空纖維複合膜之製備方法，其中，該芯液係為去離子水、正己烷或正丁醇溶液其中之一。
- 如申請專利範圍第4或5項所述原位相轉換界面聚合法製備超薄層中空纖維複合膜之製備方法，其中，該凝聚槽溶液係為去離子水或逆滲透水其中之一。
- 如申請專利範圍第4或5項所述原位相轉換界面聚合法製備超薄層中空纖維複合膜之製備方法，其中，該中空纖維膜之紡製係採濕式紡絲法。
- 如申請專利範圍第4或5項所述原位相轉換界面聚合法製備超薄層中空纖維複合膜之製備方法，該中空纖維膜之紡製其鑄模壓力係為0.5～4.0大氣壓。
- 如申請專利範圍第4或5項所述原位相轉換界面聚合法製備超薄層中空纖維複合膜之製備方法，該中空纖維膜之紡製氣距係為0～25公分。
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| Publication number | Publication date |
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| TWI498363B (zh) | 2015-09-01 |
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