[發(fā)明專利]一種改性聚對苯二甲酸乙二醇酯無紡布復合膜的制備方法

有效

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• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103495351A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設計）人: 張玥;王志成;張宇
• 申請（專利權）人: 黑龍江省能源環(huán)境研究院
• 主分類號: B01D71/56
• 分類號: B01D71/56;B01D69/12;B01D67/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發(fā)明涉及一種分離材料和復合膜材料的制備方法。

背景技術

膜生物反應器(Membrane?Bioreactor,MBR)是將膜分離技術和傳統(tǒng)生物處理方法結合而成的一種新型水處理工藝，它將膜分離與生物降解結合起來。在膜分離技術的應用中，膜材料起到了至關重要的作用。目前，膜污染問題已經(jīng)成為限制MBR應用及發(fā)展的主要問題。疏水性表面與疏水性高分子之間的疏水性相互作用是污染物質(zhì)吸附的主要原因。眾所公認，膜材料表面親水性的提高能減少膜表面與截留分子之間的相互作用，從而減少污染物質(zhì)，尤其是生物污染物的吸附。因此，應選擇親水性材料制膜，或對疏水性材料進行改性使其具有親水性，從而達到提高膜材料耐污染性能的目的。目前已有的膜材料要同時具備良好的親水性、熱穩(wěn)定性、高機械強度、耐酸堿性及耐微生物侵蝕性往往是困難的，因此，國內(nèi)外常采用膜材料改性或膜表面改性的方法，提高膜的親水性能，以滿足不同的需求。

李晶等人利用γ射線共輻照技術在聚醚砜（PES）膜上接枝了甲基丙烯酸。改性后PES膜的接觸角比未接枝膜的水接觸角降低41%，由73°降低到43°。

浙江大學的劉富通過高能電子束預輻照PVDF膜，在表面產(chǎn)生自由基，然后采用雙單體體系丙烯酸／苯乙烯磺酸鈉在水溶液中進行表面接枝。在接枝率為25.1%時，牛血清蛋白（BSA）溶液吸附量由96μg/cm²下降到45μg/cm²（降低53%）。當接枝率為25.2%時，水接觸角僅為62°，未改性膜的水接觸角為90°，水接觸角降低31.1%。

因此，現(xiàn)有膜材料改性或膜表面改性的方法制備的改性復合膜存在水接觸角降低率低，BSA溶液平衡吸附量降低率低，膜通量提高率低的技術問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是要解決現(xiàn)有膜材料改性或膜表面改性的方法制備的改性復合膜存在的水接觸角降低率低，牛血清蛋白（BSA）溶液平衡吸附量降低率低的技術問題，從而提供了一種改性聚對苯二甲酸乙二醇酯無紡布復合膜的制備方法。

本發(fā)明的一種改性聚對苯二甲酸乙二醇酯無紡布復合膜的制備方法是按以下步驟進行的：

一、鑄膜液的制備：以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸為親水性單體，添加交聯(lián)劑N,N′-亞甲基雙丙烯酰胺和光引發(fā)劑α-酮戊二酸，制備鑄膜液；其中，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、N,N′-亞甲基雙丙烯酰胺和α-酮戊二酸的質(zhì)量比為5～20:1:1；

二、將無紡布浸泡于質(zhì)量百分含量為1.2%～3.6%的聚乙二醇600溶液中2～5h，取出后放入步驟一制備的鑄膜液中浸泡30～60min，然后放置于功率為1kW紫外燈下進行輻照，制得改性復合膜；

三、將步驟一制得的改性復合膜放置在160～180℃干燥箱中進行熱處理1～2h后，浸泡于去離子水中溶脹12～24h，最后于100～120℃干燥箱中干燥2～4h，得到改性無紡布復合膜；

其中，步驟二中所述的無紡布為聚對苯二甲酸乙二醇酯無紡布。

本發(fā)明包括以下有益效果：

1、本發(fā)明利用2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）作為親水性單體，在紫外輻照下聚合成為含有羥基、酰胺基和磺酸基的聚合物，工藝簡單，可控性強，操作簡便，制備的復合膜機械性能好，膜通量高。該方法可降低復合膜的水接觸角，提高膜的親水性，降低膜污染，降低牛血清蛋白（BSA）溶液平衡吸附量。

2、本發(fā)明選擇廉價、耐酸堿性、抗腐蝕、化學穩(wěn)定性高的無紡布作為基膜材料，對無紡布表面進行親水性改性，引入親水性基團，例如：-COOH、-OH等，有助于提高其表面潤濕性和耐污染性。

3、本發(fā)明利用聚乙二醇（PEG）作為致孔劑，可以在成膜過程中促進孔的形成，改善孔的連通性，有效增加膜通量。聚乙二醇（PEG）因具有無毒、無刺激性，良好的水溶性、分散性、抗靜電性較為適合作無紡布的改性試劑。將聚合物涂覆于無紡布表面后，無紡布表面由粗糙變光滑，可以降低其對蛋白質(zhì)的吸附性能，從而降低膜污染。

附圖說明

圖1為試驗二制備的改性無紡布復合膜和改性前的無紡布復合膜的紅外吸收譜圖；其中，1為改性前的無紡布復合膜的紅外吸收譜圖，2為試驗二制備的改性無紡布復合膜的紅外吸收譜圖。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式的一種改性聚對苯二甲酸乙二醇酯無紡布復合膜的制備方法是按以下步驟進行的：