本发明涉及膜，具体涉及一种通过控制两亲性嵌段共聚物胶束转变来调控超滤膜性能的方法。
背景技术：
1、超滤（uf）技术作为一种领先已久的膜分离技术，具有高效、安全、经济等特点，已广泛应用于饮用水及生物制品的纯化和食品、制药、造纸等行业的废水回用。非溶剂诱导相分离（nips）是制备超滤膜最常用的技术之一，在膜形成过程中影响膜结构和性能的因素包括：（1）铸膜液组成，如聚合物性质和浓度、溶剂和添加剂的种类、添加剂的含量等；（2）平板膜浇铸或中空纤维纺丝条件，例如凝固浴的组成和温度，孔悬浮液的组成、气隙以及卷绕速度等。两亲性嵌段共聚物作为添加剂在膜性能改善方面备受关注。其中，pluronic是工业上常用的制备超滤膜的两亲性嵌段共聚物添加剂，由聚氧乙烯（peo）聚氧丙烯（ppo）聚氧乙烯（peo）三嵌段构成。《膜科学杂志》（j. membr. sci., 2008, 318, 405）介绍了pluronicf127作为多功能添加剂，可以有效增加膜的孔径和亲水性，同时膜的总污染指数和不可逆污染指数显著下降。《分离与纯化技术》（sep. purif. technol., 2015, 150, 21）报道了pluronic f127作为pes中空纤维超滤膜的添加剂，可以显著提高膜的水渗透性和抗污性。以上文献均显示，pluronic在nips法制备非对称超滤膜时，是一种非常优异的致孔剂和表面改性剂。此外，由于pluronic的两亲特性，在一定浓度或温度下，pluronic会发生由单分子向胶束转变的行为，即，浓度致胶束转变或热致胶束转变。并且，疏水链段比例越高的pluronic在外界环境改变时越容易发生胶束转变。《膜科学杂志》（j. membr. sci., 2008,318, 405）报道了在聚醚砜（pes）/n,n-二甲基甲酰胺（dmf）成膜体系中，由于pluronicf127分子自组装成具有核/壳结构的球形胶束，在水中凝胶过程中，pluronic的球形胶束溶出，其在膜中的占位形成了孔隙，从而增加了pes超滤膜的孔径和渗透性。
2、在控制膜结构和性能的多种策略中，凝固浴温度是一项比较重要的参数，通常认为凝固浴温度增加，会使溶剂和非溶剂的交换速度加快，促进相分离的发生，从而形成更加多孔的膜结构。《应用聚合物科学杂志》（j. appl. polym. sci., 2008, 110, 1656）研究了基于聚偏氟乙烯（pvdf）/n,n-二甲基乙酰胺（dmac）的铸膜体系，凝固浴温度对膜形成机理和形貌结构的影响。当凝固浴温度升高时，由溶剂和非溶剂交换动力学因素引起的液-液分层加快，因此膜的孔径提高。《工业工程化学研究》（ind. eng. chem. res., 2010, 49,4858）报道了利用nips方法制备聚醚砜（pes）超滤膜时，凝固浴温度对膜分离性能的影响：随着凝固浴温度增加，膜的纯水通量显著增加。因此，在nips法制备超滤膜时，通过增加凝固浴温度可以提高膜的孔径、孔隙率和渗透通量。然而，为了提高膜的多孔性，以达到更高的渗透性能，若是单纯依靠凝固浴温度作为调整手段，在制备过程中往往需要较高的凝固浴温度，这势必会带来膜制备成本的增加（能耗增加），同时对设备管理也提出了更高的要求。
技术实现思路
1、为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种通过控制两亲性嵌段共聚物胶束转变来调控超滤膜性能的方法，其技术方案如下：
2、一种通过控制两亲性嵌段共聚物胶束转变来调控超滤膜性能的方法，其包括以下步骤：
3、（1）以两亲性嵌段共聚物作为添加剂的超滤膜制备：将12%～30%的聚合物、0.1%～5%的两亲性嵌段共聚物按质量百分比溶解于其良溶剂中，加热搅拌后得到均相的铸膜液；将配制好的铸膜液脱泡后，置于底物上，流动并扩展；将上述涂有铸膜液的底物浸入凝胶浴水中固化，获得超滤膜；
4、（2）通过控制步骤（1）两亲性嵌段共聚物的胶束转变行为调控超滤膜的结构和性能：控制两亲性嵌段共聚物的胶束转变行为的手段包括改变凝胶浴温度、改变两亲性嵌段共聚物的亲疏水链段比例、改变两亲性嵌段共聚物的分子量以及改变两亲性嵌段共聚物的浓度。
5、进一步地，所述步骤（1）聚合物包括聚醚砜（pes）、聚砜（psf）、聚苯醚（ppo）、聚偏二氟乙烯（pvdf）、聚醚砜酮（pesk）及聚醚醚酮（peek）。
6、进一步地，所述步骤（1）两亲性嵌段共聚物为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物。
7、进一步地，所述步骤（1）良溶剂为n-甲基-2-吡咯烷酮（nmp）、n,n-二甲基甲酰胺（dmf）、n,n-二甲基乙酰胺（dmac）、二甲基亚砜（dmso）中的一种或几种。
8、进一步地，所述步骤（1）底物种类包括无纺布、玻璃板、金属镜片及混合纸。
9、进一步地，所述步骤（2）两亲性嵌段共聚物的胶束转变行为是基于两亲性嵌段共聚物的热致胶束转变效应。
10、进一步地，所述热致胶束转变效应缘于凝胶浴温度的改变，在调控膜通量时温度区间设置为20-45oc，膜的纯水通量在此温度区间出现极大值，此时膜孔径最大。
11、进一步地，基于两亲性嵌段共聚物亲疏水嵌段比为7:3、分子量为11,000 da、浓度为1wt%以及聚合物浓度为16wt%-20wt%的基准铸膜体系，在调控膜通量时凝固浴温度区间设置为23-27oc，膜的纯水通量在此温度区间出现极大值，此时膜孔径最大。
12、进一步地，在所述基准铸膜体系的基础上，增加两亲性嵌段共聚物亲水链段比例和/或降低其分子量，其热致胶束转变效应减弱，膜通量极值点向高温区域移动，在调控膜通量时凝固浴温度区间设置为28-40 oc，膜的纯水通量在此温度区间出现极大值，此时膜孔径最大。
13、进一步地，在所述基准铸膜体系的基础上，增加两亲性嵌段共聚物浓度，其热致胶束转变效应减弱，膜通量极值点向高温区域移动，在调控膜通量时凝固浴温度区间设置为28-40 oc，膜的纯水通量在此温度区间出现极大值，此时膜孔径最大。
14、与现有技术相比，本发明主要具有以下有益技术效果：
15、1.发明提供的通过控制两亲性嵌段共聚物胶束转变来调控超滤膜性能的方法，采用综合技术手段实现在常温凝固浴中膜渗透性能的最优化，避免了使用较高的凝固浴温度，能耗减少，制备成本降低，减轻设备管理的压力。
16、2.本发明的操作方法简单，条件温和，可调控的超滤膜性能广，具有良好的工业化生产基础和广阔的应用前景。
1.一种通过控制两亲性嵌段共聚物胶束转变来调控超滤膜性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种通过控制两亲性嵌段共聚物胶束转变来调控超滤膜性能的方法，其特征在于，所述步骤（1）聚合物包括聚醚砜、聚砜、聚苯醚、聚偏二氟乙烯、聚醚砜酮及聚醚醚酮。
3.根据权利要求1所述的一种通过控制两亲性嵌段共聚物胶束转变来调控超滤膜性能的方法，其特征在于，所述步骤（1）两亲性嵌段共聚物为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物。
4.根据权利要求1所述的一种通过控制两亲性嵌段共聚物胶束转变来调控超滤膜性能的方法，其特征在于，所述步骤（1）良溶剂为n-甲基-2-吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种通过控制两亲性嵌段共聚物胶束转变来调控超滤膜性能的方法，其特征在于，所述步骤（1）底物种类包括无纺布、玻璃板、金属镜片及混合纸。
6.根据权利要求1所述的一种通过控制两亲性嵌段共聚物胶束转变来调控超滤膜性能的方法，其特征在于，所述步骤（2）两亲性嵌段共聚物的胶束转变行为是基于两亲性嵌段共聚物的热致胶束转变效应。
7.根据权利要求6所述的一种通过控制两亲性嵌段共聚物胶束转变来调控超滤膜性能的方法，其特征在于，所述热致胶束转变效应缘于凝胶浴温度的改变，在调控膜通量时温度区间设置为20-45 oc，膜的纯水通量在此温度区间出现极大值，此时膜孔径最大。
8.根据权利要求7所述的一种通过控制两亲性嵌段共聚物胶束转变来调控超滤膜性能的方法，其特征在于，基于两亲性嵌段共聚物亲疏水嵌段比为7:3、分子量为11,000 da、浓度为1wt%以及聚合物浓度为16wt%-20wt%的基准铸膜体系，在调控膜通量时凝固浴温度区间设置为23-27 oc，膜的纯水通量在此温度区间出现极大值，此时膜孔径最大。
9.根据权利要求8所述的一种通过控制两亲性嵌段共聚物胶束转变来调控超滤膜性能的方法，其特征在于，在所述基准铸膜体系的基础上，增加两亲性嵌段共聚物亲水链段比例和/或降低其分子量，其热致胶束转变效应减弱，膜通量极值点向高温区域移动，在调控膜通量时凝固浴温度区间设置为28-40 oc，膜的纯水通量在此温度区间出现极大值，此时膜孔径最大。
10.根据权利要求8所述的一种通过控制两亲性嵌段共聚物胶束转变来调控超滤膜性能的方法，其特征在于，在所述基准铸膜体系的基础上，增加两亲性嵌段共聚物浓度，其热致胶束转变效应减弱，膜通量极值点向高温区域移动，在调控膜通量时凝固浴温度区间设置为28-40 oc，膜的纯水通量在此温度区间出现极大值，此时膜孔径最大。
