[其他]反向滲透膜及其制備過程

無效

• 申請號: 85107011
• 申請日: 1985-09-19
• 公開（公告）號: CN85107011A
• 公開（公告）日: 1987-04-01
• 發明（設計）人: 伊芙·米歇爾·思雷胡;伯特·卡爾·黃
• 申請（專利權）人: 納幕爾杜邦公司
• 主分類號: B01D13/00
• 分類號: B01D13/00;B01D13/04
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 巫肖南,李雒英

本發明關系到一種低密度反向滲透膜及其生產過程。

U·S·3，567，632公開了用包括芳香族聚酰胺在內的各種聚合材料制備反向滲透膜，方法是澆鑄一種聚合物溶液，將薄膜干燥，以及用水萃取干燥后的薄膜。

U·S·3，878，109公開了在平板或轉鼓上，用一種含有芳香族聚酰胺的濃液進行澆鑄、部份干燥、然后漂洗，由此制備反向滲透膜。

U·S·4，086，215公開了在平板、轉鼓或支撐物上，澆鑄一種含有可交聯的聚酰胺或聚疊氮化物的濃液、部份干燥、漂洗，由此制備反向滲透膜。

本發明關系到制備一種反向滲透膜的過程及薄膜制品。過程包括把一種芳香族聚酰胺溶液在支撐物上澆鑄一層，對由此形成的液層進行部份干燥，然后將此液層迅速急冷，以凍結其結構。所得薄膜制品的密度低于過去的同類薄膜，因此，本發明的薄膜具有較高的通量。

附圖是在實例中所用的設備的側視示意圖。

本發明的反向滲透膜制備過程是，向支撐物上澆鑄芳香族聚酰胺溶液，使之形成液層，從所得芳香族聚酰胺液層的一個面上，蒸發一部份溶劑，然后用水急冷。澆鑄步驟可以是把溶液澆鑄在澆鑄表面上，或是澆鑄在支撐織物上。

澆鑄溶液一般含有10重%至30重%的芳香族聚酰胺，最好是含芳香族聚酰胺15重%至25重%。一般，澆鑄溶液還含有改性鹽。適宜的改性鹽包括硝酸鋰、氯化鋰、水合氯化鎂以及它們的混合物。改性鹽的含量，應當是芳香族聚酰胺的20-60重%。

用于制備澆鑄溶液的溶劑，是一種極性有機溶劑。適宜的極性有機溶劑包括二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲亞砜、和N-甲基吡咯烷酮。其中最好的是二甲基乙酰胺。

能夠用于本發明的芳香族聚酰胺，可以是，例如，Richter等人在U·S·3，567，632中所敘述的那些含氮聚合物，茲特引用作為參考依據。該專利所公開的聚合物中，最好的聚合物衍生自間苯二胺、間苯二胺-4-磺酸以及間苯二酰氯，和對苯二酰氯，其中間苯二酰與對苯二酰的比例約從50∶50到80∶20。芳香族聚酰胺一般含硫0-4.0重%，最好是1.5-3.8重%。硫是以磺酸基團出現的。

如果采用織物支撐，一般使用無膠料聚酯織物或是聚酰胺織物。本發明中可以采用包括Whinfield在U·S·2，465，319中所敘述的聚酯。其中最好的是聚乙烯、對苯二酸酯的均聚物。可以使用包括Sweeny在U·S·3，287，324中所敘述的芳香族聚酰胺。

一般情況下，澆鑄或擠壓芳香族聚酰胺溶液的溫度是從0℃至125℃，最好是15℃至35℃。因為15℃至35℃的范圍是室溫，因而過程簡單。擠壓出的初始薄膜，一般厚度是從1至10密耳（即2.5×10^-5米-2.5×10^-4米）。經澆鑄或擠壓之后，將初始薄膜部份干燥。干燥溫度為50°至170℃，最好是80°-150℃。干燥過程要做到在初始薄膜中留下30-50重%的芳香族聚酰胺。

部份干燥后，用水急冷初始薄膜。本發明的關鍵在于，初始薄膜離開干燥爐后的10秒中以內，最好是5秒鐘內，就要進行急冷。急冷水應為0°至30℃，最好為10℃至25℃。一般，急冷步驟要持續1或2分鐘。如采用更長的急冷時間，并不能比在幾分鐘的急冷效果更有所提高。事實上，薄膜一般就是在室溫下貯存在水中。急冷步驟主要是使聚合物膠凝，并且凍結其結構，同時萃取出殘留的溶劑及改性鹽。

本發明推薦對急冷后的薄膜進行退火。急冷與退火之間所間隔的時間長短不是關鍵。如果保持一周，可以先把薄膜卷起來存放在急冷浴中保持濕度，以后再進行退火。退火是在一個或更多的加熱水浴中，于40°至110℃間進行的，最好的情況是分多段進行。

本發明中的薄膜厚度為1至10密耳（2.54×10^-5米至2.54×10^-4米），密度為0.15至0.30克/毫升。這些導致比過去技術中所得較高密度的薄膜具有較高的通量速率。本發明中的薄膜與較高密度的薄膜，具有相同的拒鹽性能，即95%，通常拒鹽率可達96%。

本發明中的薄膜是非均質的。即在制備過程中，溶劑業已被蒸發了的那一邊具有較高的密度。這一非均質性，可以用掃描電子顯微鏡或透射式電子顯微鏡進行測定。對一種芳香族聚酰胺所形成的均質薄膜而言，當其密度也為0.15至0.30克/毫升時，將之用于反向滲透膜，則不可能具有任何較大的拒鹽率。

本發明的薄膜一般為平面薄膜，但也可以是管狀的。管狀薄膜的制備是把芳香族濃液澆鑄在管形支撐物上，其后再進行本發明中所公開的其它過程。

實例Ⅰ-Ⅳ