多层复合结构的滤膜的制备方法

摘要

本发明涉及利用等离子体预处理方法制备多层复合结构的滤膜的方法。所述的滤膜是在无纺布支撑层基底上依次为通过静电纺丝方法制备的聚合物纳米纤维膜层、通过界面聚合得到的亲水性聚合物超薄分离层。在进行界面聚合反应制备亲水性聚合物超薄分离层之前，在聚合物纳米纤维膜层的表面进行等离子体预处理，使聚合物纳米纤维表面接枝官能团，改善其表面性质，从而更好地复合聚合物超薄分离层，以从整体上提高多层复合结构的滤膜的过滤性能。本发明的多层复合结构的滤膜具有高水通量、高截留率，化学性能稳定等特点；并可用于生活用水、饮用水或特殊条件用水的生产，适用于医药、食品、环保等领域。

主权项

一种多层复合结构的滤膜的制备方法，其特征是，所述的制备方法包括以下步骤：(1)将原料聚合物溶于有机溶剂中，搅拌，制得聚合物静电纺丝溶液；所述的聚合物在静电纺丝溶液中的体积浓度为10～30％；(2)将步骤(1)配好的聚合物静电纺丝溶液装入温度为40～80℃的静电纺丝设备的储液装置中，调整静电纺丝溶液的供料速率为5～300μL/min；静电纺丝设备的喷丝头与接地的收集器之间的距离为5～25cm；环境温度为35～80℃；将无纺布置于收集器上，开启高压电源，静电压为1～60kV；开启注射器泵，将聚合物静电纺丝溶液的喷射流喷射到无纺布上，得到聚合物纳米纤维膜层和无纺布构成的双层复合膜；(3)将步骤(2)得到的双层复合膜置于两块平整的耐热包覆材料之间并进行热压，热压的温度为80～200℃；热压的压力为0.1～0.5MPa；在两块平整的包覆材料之间得到热压定型的复合膜；(4)将步骤(3)得到的热压定型的复合膜置于等离子设备中，调整等离子设备的放电功率为1～100W，真空度为0.5Pa～100Pa，以60～1000mL/min的速度通入反应气体，放电时间为5秒～60分钟；进行等离子体放电反应，在热压定型的复合膜的聚合物纳米纤维膜的表面进行接枝反应得到含有官能团的聚合物纳米纤维复合膜；(5)将水溶性多官能胺单体溶于水相溶剂中，搅拌，制得界面聚合水相反应溶液，其中界面聚合水相反应溶液中的水溶性多官能胺单体的体积浓度为0.1～10％；将油溶性多官能酰氯单体溶于油相有机溶剂中，搅拌，制得界面聚合油相反应溶液，其中界面聚合油相反应溶液中的多官能酰氯单体的体积浓度为0.1～10％；(6)将步骤(4)得到的含有官能团的聚合物纳米纤维复合膜浸入到步骤(5)得到的界面聚合水相反应溶液中，静置0.5～60分钟，取出后刮平含有官能团的聚合物纳米纤维复合膜表面的水相反应溶液，静置1～600分钟；然后再浸入到步骤(5)得到的界面聚合油相反应溶液中，静置0.5～60分钟；或将步骤(4)得到的含有官能团的聚合物纳米纤维复合膜浸入到步骤(5)得到的界面聚合油相反应溶液中，静置0.5～60分钟，取出后刮平含有官能 团的聚合物纳米纤维复合膜表面的油相反应溶液，静置1～600分钟；然后再浸入到步骤(5)得到的界面聚合水相反应溶液中，静置0.5～60分钟；取出上述反应膜后置于真空环境并室温干燥，在含有官能团的聚合物纳米纤维复合膜上得到亲水性聚合物分离层，得到无纺布、聚合物纳米纤维复合膜层和亲水性聚合物分离层构成的三层复合膜；上述的体积浓度的单位是g/mL。