申请日2017.10.09
公开(公告)日2018.01.19
IPC分类号C08G65/48; C08J5/18; C08L71/12; B01D71/52; B01D67/00; B01D61/36; C02F1/44
摘要
本发明公开了一种水处理用改性聚苯醚膜的制备方法，属于水处理技术领域，包括以下步骤：将聚苯醚(PPO)和催化剂加入到有机溶剂中，升温至全部溶解;加入定量的溴化剂，在引发剂和氧化剂的共同作用下实现聚苯醚的定位定量溴化，反应完成，通过水洗、分层除去催化剂，蒸馏回收有机溶剂，得到溴化的聚苯醚;采用凝胶相转化法，将上述得到的溴化聚苯醚在卤代烷烃和醇溶液构成的凝胶相转化溶剂中搅拌溶解，过滤、静置脱泡，在玻璃板上刮制成膜得到溴化聚苯醚膜。通过对聚苯醚进行定位定量的溴化改性，改善了聚苯醚的极性及选择透过性，从而得到透过率和选择性兼优、且不受成膜过程中溶剂影响的水处理用溴化聚苯醚膜。
权利要求书
1.一种水处理用改性聚苯醚膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚苯醚(PPO)和催化剂加入到有机溶剂中，升温至全部溶解;
(2)加入定量的溴化剂，在引发剂和氧化剂的共同作用下实现聚苯醚的定位定量溴化，反应完成，通过水洗、分层除去催化剂，蒸馏回收有机溶剂，得到溴化的聚苯醚;
(3)采用凝胶相转化法，将上述得到的溴化聚苯醚在卤代烷烃和醇溶液构成的凝胶相转化溶剂中搅拌溶解，过滤、静置脱泡，在玻璃板上刮制成膜得到溴化聚苯醚膜。
2.根据权利要求1所述的一种水处理用改性聚苯醚膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的催化剂为四氯化锡、四氯化钛、三氯化锑中的任意一种或多种，所述催化剂用量为所述聚苯醚的0.5wt%-1.5wt%。
3.根据权利要求1所述的一种水处理用改性聚苯醚膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的有机溶剂为二氯乙烷、二氯丙烷、三氯甲烷、四氯化碳中的任意一种或多种，所述有机溶剂用量为聚苯醚质量的5-10倍。
4.根据权利要求1所述的一种水处理用改性聚苯醚膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的升温溶解温度为50-80℃。
5.根据权利要求1所述的一种水处理用改性聚苯醚膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的溴化剂为N-溴代丁二酰亚胺、二溴海因、四乙基溴化铵、四丁基溴化铵中的任意一种或多种，所述溴化剂与所述聚苯醚的摩尔比为0.5-1:1。
6.根据权利要求1所述的一种水处理用改性聚苯醚膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的氧化剂为50%的双氧水或者过氧化钠，所述氧化剂与所述聚苯醚的摩尔比为0.2-0.5:1。
7.根据权利要求1所述的一种水处理用改性聚苯醚膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈的任意一种或两种，所述引发剂与所述聚苯醚的摩尔比为0.2-0.5:1。
8.根据权利要求1所述的一种水处理用改性聚苯醚膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的凝胶相转化溶剂为四氯化碳与异丙醇的混合溶液，且所述四氯化碳与异丙醇的体积比为0.5-1:1，所述凝胶相转化溶剂的用量为所述聚苯醚质量的2-5倍。
说明书
一种水处理用改性聚苯醚膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种水处理用改性聚苯醚膜的制备方法，属于水处理技术领域。
背景技术
聚苯醚(化学名称为聚2,6-二甲基-1,4-苯醚，简称PPO)是一种物理、化学性能稳定的热塑性聚合物，有优良的机械和热性能，不仅是一种具有高玻璃化温度的耐热工程塑料，而且对各种气体有着很高的透过率，国内外许多研究将均相、非对称或者改性的PPO用于气体分离膜,显示了良好的透过及分离性能。聚苯醚成膜性能好，强度高，使其可用作含有有机物污染的水处理的膜材料，利用有机液优先透过膜的渗透汽化过程可有效地将含有少量有机液的水溶液进行处理,并将有机液回收利用，渗透汽化过程的关键在于膜材料的透过率及选择性。
PPO分子的主链中含有极性的醚键,通过这一结构有可能对极性不同的液体混合物实现分离，然而醚键所能提供的极性是有限的,在水处理时其本身选择性较低以及不能在通常成膜过程中所用的极性非质子溶剂中溶解，因而并未得到广泛的应用。
发明内容
本发明提供一种水处理用改性聚苯醚膜的制备方法，通过对聚苯醚进行定位定量的溴化改性，改善了聚苯醚的极性及选择透过性，从而得到透过率和选择性兼优、且不受成膜过程中溶剂影响的水处理用溴化聚苯醚膜。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种水处理用改性聚苯醚膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚苯醚(PPO)和催化剂加入到有机溶剂中，升温至全部溶解;
(2)加入定量的溴化剂，在引发剂和氧化剂的共同作用下实现聚苯醚的定位定量溴化，反应完成，通过水洗、分层除去催化剂，蒸馏回收有机溶剂，得到溴化的聚苯醚;
(3)采用凝胶相转化法，将上述得到的溴化聚苯醚在卤代烷烃和醇溶液构成的凝胶相转化溶剂中搅拌溶解，过滤、静置脱泡，在玻璃板上刮制成膜得到溴化聚苯醚膜。
优选的，所述步骤(1)中的催化剂为四氯化锡、四氯化钛、三氯化锑中的任意一种或多种，所述催化剂用量为所述聚苯醚的0.5wt%-1.5wt%。
优选的，所述步骤(1)中的有机溶剂为二氯乙烷、二氯丙烷、三氯甲烷、四氯化碳中的任意一种或多种，所述有机溶剂用量为聚苯醚质量的5-10倍。
优选的，所述步骤(1)中的升温溶解温度为50-80℃。
优选的，所述步骤(2)中的溴化剂为N-溴代丁二酰亚胺、二溴海因、四乙基溴化铵、四丁基溴化铵中的任意一种或多种，所述溴化剂与所述聚苯醚的摩尔比为0.5-1:1。
优选的，所述步骤(2)中的氧化剂为50%的双氧水或者过氧化钠，所述氧化剂与所述聚苯醚的摩尔比为0.2-0.5:1。
优选的，所述步骤(2)中的引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈的任意一种或两种，所述引发剂与所述聚苯醚的摩尔比为0.2-0.5:1。
优选的，所述步骤(3)中的凝胶相转化溶剂为四氯化碳与异丙醇的混合溶液，且所述四氯化碳与异丙醇的体积比为0.5-1:1，所述凝胶相转化溶剂的用量为所述聚苯醚质量的2-5倍。
本发明的有益技术效果为：以聚苯醚为起始原料，通过特殊工艺实现聚苯醚的定位定量溴化，控制聚苯醚的甲基及苯环的溴化程度，溴化程度易控制，通过溴化改性改善了聚苯醚的极性，并采用凝胶相转化法制备出溴化聚苯醚膜，溴化聚苯醚膜的选择性及透过率均得到提高，应用于含有有机污染物的水处理，选择性好，透过率高;工艺简单，操作安全方便，节约了溴素资源，工艺环境绿色友好。