[發(fā)明專利]均相紫外光接枝制備改性聚砜超濾膜的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210439262.9
• 申請(qǐng)日: 2012-11-07
• 公開（公告）號(hào): CN102921316A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高學(xué)理;孟壯;王智
• 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
• 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)明涉及一種均相紫外光接枝制備改性聚砜超濾膜的方法，屬分離膜制備技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)：

超濾是以壓力為推動(dòng)力，利用膜的孔徑、材料表面化學(xué)特性等使溶劑、小分子溶質(zhì)透過膜，而膠體、蛋白質(zhì)、細(xì)菌等大分子物質(zhì)被截留濃縮的篩分過程。常用超濾膜材料有聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈等，為了克服膜材料本身的某些缺點(diǎn)，如：親水性差、易污染、強(qiáng)度差、無抗菌性等等，常常采用共聚、接枝、物理吸附等方法對(duì)膜進(jìn)行改性。接枝是一種常采用的高分子材料改性方法，接枝方法按照自由基引發(fā)方式的不同可分為熱接枝、光接枝、輻射接枝等，接枝反應(yīng)可以是固體表面接枝聚合、乳液接枝聚合以及溶液接枝聚合等。其中，紫外光引發(fā)的接枝聚合因光源及設(shè)備成本較低，反應(yīng)程度易于控制，易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化操作等特點(diǎn)而備受矚目，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。?

目前，高分子膜的接枝改性多是采用表面接枝聚合的方法。需要在制備的底膜上進(jìn)行接枝，還要經(jīng)過基膜預(yù)處理及后處理等操作，十分繁瑣。中國(guó)專利CN101386653公開了一種均相紫外光接枝制備改性高分子材料的方法，但重點(diǎn)側(cè)重于高分子材料的改性制備。?

綜上所述，目前的超濾膜改性技術(shù)普遍存在制備成本較高，工藝操作復(fù)雜，制備的超濾膜的滲透性、分離性能、機(jī)械性、抗菌性等性能不夠理想等缺點(diǎn)。?

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)，通過調(diào)整用于均相紫外光接枝改性的高分子膜材料的濃度，配合后期鑄膜液成分的調(diào)整，制備改性超濾膜，簡(jiǎn)化超濾膜改性步驟，得到性能理想的超濾膜。?

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明方法按照如下步驟操作：將10~20wt％聚砜、0.01~3wt％抗菌性的含辣素衍生結(jié)構(gòu)的丙烯酰胺、0.5~10wt％親水性單體、0.1~10wt％光引發(fā)劑、50~85wt％溶劑溶解均勻后置入紫外光接枝反應(yīng)器內(nèi)；通入氮?dú)?0~60分鐘后開啟紫外燈，進(jìn)行均相紫外光接枝聚合，反應(yīng)結(jié)束后得到初始鑄膜液；然后向初始鑄膜液中加入0.1~10wt％添加劑，繼續(xù)攪拌6~12小時(shí)溶解均勻后得到鑄膜液；將鑄膜液在25~70℃下靜置脫泡24小時(shí)后，采用L-S相轉(zhuǎn)化法（沉浸凝膠相轉(zhuǎn)化法）制備平板超濾膜即得到改性聚砜超濾膜。?

本發(fā)明方法所述親水性單體包括丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、馬來酸酐、α-甲基丙烯酸、丙烯酸叔丁酯等。?

本發(fā)明方法所述光引發(fā)劑包括安息香雙甲醚、丁二酮、蒽醌、苯偶酰、二苯甲酮等。?

本發(fā)明方法所述溶劑包括二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四氫呋喃等。?

本發(fā)明方法所述添加劑包括聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、吐溫等有機(jī)添加劑或氯化鋰、硝酸鋰、水等無機(jī)添加劑或其混合物。?

本發(fā)明方法所述接枝聚合反應(yīng)的條件為：在溫度為25~75℃、紫外燈功率為50~3000W、波長(zhǎng)為180~380nm下光照接枝聚合5~180分鐘。?

本發(fā)明所述L-S相轉(zhuǎn)化法制備平板超濾膜操作條件為：控制環(huán)境溫度為25~55℃，濕度為30%~70%，在鑄膜液溫度為25~45℃、刮膜速度為10cm/s的條件下刮膜，將刮好的膜立即放入溫度為10~60℃的去離子水凝固浴中，凝固15分鐘。?

本發(fā)明方法制備的聚砜超濾膜具有良好的滲透性和分離性能，機(jī)械性能好，且由于抗菌性單體的引入，提高了聚砜膜的抗污染性能。?

具體實(shí)施方式：

下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方法做進(jìn)一步闡述。?

實(shí)施例1、?

將10wt％的聚砜、0.1wt%的含辣素衍生結(jié)構(gòu)的丙烯酰胺，1wt％的丙烯酸甲酯、0.5wt％二苯甲酮、84.4wt％的二甲基甲酰胺在45℃下攪拌2小時(shí)至充分溶解后置入紫外光接枝反應(yīng)器內(nèi)，然后通氮?dú)?5分鐘后，打開紫外燈進(jìn)行光接枝聚合，接枝聚合反應(yīng)的條件為：在溫度為25℃、紫外燈功率為500W、波長(zhǎng)為180nm，聚合時(shí)間為30分鐘，反應(yīng)結(jié)束后得到初始鑄膜液；將3wt％的聚乙二醇（800MW）添加到初始鑄膜液中，繼續(xù)攪拌15小時(shí)至溶解均勻，得到鑄膜液；將鑄膜液在45℃下靜置脫泡24小時(shí)。?

控制環(huán)境溫度和濕度分別為25℃和70%，在鑄膜液溫度為25℃、刮膜速度為10cm/s條件下刮膜，將刮好的膜立即轉(zhuǎn)移到溫度為30℃的去離子水凝固浴中，凝固15分鐘。所制備的超濾膜放入去離子水中浸泡洗滌3次，每12小時(shí)換一次水，然后進(jìn)行性能測(cè)試。?