[發(fā)明專利]一種抗菌性聚砜超濾膜的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210161333.3
• 申請(qǐng)日: 2012-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN102698619A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高學(xué)理;王劍;王振;房成;王曉娟;孫海靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D71/68
• 分類號(hào): B01D71/68;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所 37104
• 代理人: 隋臻瑋

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種采用化學(xué)接枝法制備抗菌超濾膜的方法，特別是涉及一種抗菌性聚砜超濾膜的制備方法，屬于超濾膜表面改性技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)：

早期的工業(yè)超濾應(yīng)用于廢水和污水處理。隨著超濾技術(shù)的發(fā)展，超濾膜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)很廣泛，主要包括食品工業(yè)、飲料工業(yè)、乳品工業(yè)、生物發(fā)酵、生物醫(yī)藥、醫(yī)藥化工、生物制劑、中藥制劑、臨床醫(yī)學(xué)、印染廢水、食品工業(yè)廢水處理、資源回收以及環(huán)境工程等等領(lǐng)域。超濾有很多優(yōu)點(diǎn)：?

1、系統(tǒng)能耗低，生產(chǎn)周期短，與傳統(tǒng)工藝設(shè)備相比，設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用低，能有效降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。?

2、系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)先進(jìn)，集成化程度高，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少，操作與維護(hù)簡(jiǎn)便，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低。?

3、超濾過程無相變，可以在常溫及低壓條件下進(jìn)行，因而能耗低。?

4、物質(zhì)在濃縮分離過程中不發(fā)生質(zhì)的變化，適合熱敏物質(zhì)的處理。?

5、能將不同分子量的物質(zhì)分級(jí)分離。?

6、在使用過程中超濾膜無雜質(zhì)脫落，保證超濾液的純凈。?

聚砜因其熱穩(wěn)定性好，能耐高溫，機(jī)械強(qiáng)度比較大，力學(xué)性能好，耐水解，耐細(xì)菌腐蝕，因而被廣泛應(yīng)用于超濾膜的制備。但是聚砜超濾膜在過濾污水或者海水等含有大量微生物的水時(shí)，其表面會(huì)因?yàn)槲⑸镒躺鴮⒛た锥氯Ｍ瑫r(shí)，由于聚砜超濾膜的疏水性，其表面會(huì)吸附很多的污染物。這些都使得膜的使用壽命減短，分離效果下降，也會(huì)增加操作難度和成本，制約著聚砜超濾膜的廣泛應(yīng)用。?

當(dāng)前制備耐污染的超濾膜的方法主要是向膜中加入親水性基團(tuán)，改善超濾膜的親水性，使得污染物不易在膜表面附著。王志在Journal?of?membrane?science(310:402-408)將聚苯胺涂在聚砜超濾膜表面來提高其抗污染能力。徐志康在Polymer(45:399-407)和Bimaterial(26:589-598)上報(bào)道在聚丙烯腈和丙烯腈/馬來酸酐共聚物的共混膜表面接枝不同分子量的聚乙二醇，改善超濾膜的親水性和抗污染能力，研究表明分子量為400的聚乙二醇有最好的抗污染效果。姜忠毅在Journal?of?membrane?science(300:71-78)中提出在聚醚砜超濾膜表面用硼酸鈉交聯(lián)聚乙烯醇，提高了膜表面的親水性，改性膜在牛血清蛋白（BSA）中能夠保持比較穩(wěn)定的通量和86.3%的流量回復(fù)率。Mayes等在Journal?of?membrane?science(298：136-146)將丙烯腈和聚乙二醇甲基丙烯酸酯的共聚物與聚丙烯腈進(jìn)行共混，然?后采用相轉(zhuǎn)化法制備共混超濾膜，聚乙二醇鏈段在膜表面形成親水性的聚合物刷，通過牛血清蛋白、海藻酸鈉和腐殖酸污染實(shí)驗(yàn)證明，共混膜具有優(yōu)良的抗污染性能。Ulbricht等人在Journal?of?membrane?science(115：21-47)用二苯酮做光引發(fā)劑，在紫外照射聚乙二醇接到PAN超濾膜上，大大降低蛋白質(zhì)對(duì)PAN膜表面的互相作用。Tseng等人（Biomaterials：15（725-736））將聚乙二醇和4-氟-3-硝基疊氮苯相結(jié)合，制成光活性的聚乙二醇，通過紫外光照射其接枝到硅化玻璃表面。Yong和Jongok等人在Langlnuir（16：9662-9665）用氨基化聚乙二醇與疊氮苯甲酸反應(yīng)生成光活性的聚乙二醇，在紫外燈照射下接枝到聚砜膜表面。?

發(fā)明內(nèi)容:

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種抗菌性聚砜超濾膜的制備方法，即通過膜表面化學(xué)改性的方法制備具有抗菌性的聚砜超濾膜，并通過條件優(yōu)化，確定出最優(yōu)選的接枝條件，改善超濾膜的抗污染性能和親水性。本方法簡(jiǎn)單易行，條件溫和易于控制。?

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的一種抗菌性聚砜超濾膜的制備方法，基于化學(xué)接枝，通過化學(xué)引發(fā)劑在膜表面產(chǎn)生活性自由基，將辣素單體及丙烯酰胺等親水性單體接枝于聚砜超濾膜上，技術(shù)方案如下:?

配制含有引發(fā)劑、辣素及親水性單體的反應(yīng)溶液，將已經(jīng)預(yù)處理的聚砜超濾膜片放入反應(yīng)溶液中，10-40℃反應(yīng)0.2-8小時(shí)進(jìn)行表面改性，即得到抗菌性聚砜超濾膜。?

所述的辣素為含辣素活性衍生結(jié)構(gòu)的丙烯酰胺，其濃度為（0.06-2）g/(100g反應(yīng)溶液)。?

所述的親水性單體為含有烯烴雙鍵和親水性基團(tuán)的物質(zhì)，如丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、對(duì)乙烯苯磺酸等，其濃度為（0.178-5）g/（100g反應(yīng)溶液）。?