本技术提出聚(醚)砜族嵌段共聚物分离膜及制备方法,所述的分离膜包括多孔基底及依次位于多孔基底上的支撑层和致密分离层,且支撑层和致密分离层为由聚(醚)砜族嵌段共聚物构成的连续结构;并且所述致密分离层厚度小于100nm,平均膜孔径小于10nm;所述致密分离层表面氧与氮元素含量大于17%;所述分离膜的孔隙率大于85%;所述分离膜中不含致孔剂,无溶出物;本发明所述的聚(醚)砜族嵌段共聚物分离膜可用于液体与气体的分离与纯化。
背景技术
近年来,分离膜因其成本低、分离效率高、绿色环保、可连续操作性强等特点,被广泛应用于食品生产、生物医药、电子产品等领域。聚(醚)砜族材料因具有优异的成膜性、热稳定性、化学耐受性、食品卫生性及较高的机械强度等优点,是目前制备分离膜常用的主要材料之一,已被广泛用于制备不同分离精度的多孔膜。但是,由于聚(醚)砜族材料具有较强的分子链刚性与疏水性,在经相转化制备分离膜时,所成膜的孔隙率偏低,且膜的致密皮层厚(大于200nm),致使膜的透水能力较差,膜的水渗透系数较低,使其应用空间受限。因此如何降低皮层厚度、提高孔隙率、一直是采用聚(醚)砜族材料制备分离膜要解决的重要问题。例如:发明专利CN12044290A,采用聚砜基嵌段共聚物作为制膜材料,制备了孔径分布窄,孔隙率较高的疏松纳滤膜(孔径2.2nm),但是该分离膜依旧存在膜皮层较厚,膜通量低等问题,并未使分离膜存在的核心问题得到有效解决。
此外,目前普遍利用复合溶剂NIPS法制备分离膜去解决这一问题;例如:发明专利CN111757777A,采用复合溶剂结合临界共溶温度制备了一种孔径较均匀、通量较高的分离膜,但是该方法制备的分离膜孔径普遍大于15nm,难以制得10nm以下的多孔膜,使其应用空间有限;发明专利CN106432761B,采用两种高分子材料在单一溶剂中混合制备薄膜,再将其溶解于第二溶剂中萃取出其中一种高分子材料,从而制备了孔隙率不小于20%的高通量多孔分离膜,但是该分离膜孔径较大,皮层较厚,制膜工艺复杂,难于大规模工业化生产。
为解决传统商业聚(醚)砜族材料制备分离膜存在的孔隙率低、表面皮层厚、孔径大小与通量难以平衡的问题,达到精简制膜工艺,精确调控孔径大小、提高传统NIPS法应用范围的目的。本申请提供了一种利用选择性溶剂促使聚(醚)砜族嵌段共聚物微相分离致孔制备薄皮层高孔隙高通量的分离膜的制备方法。
实现思路