[發明專利]一種改性聚合物微孔膜及其制造方法

有效

• 申請號: 201610307093.1
• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號: CN107349808B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 劉富;林海波
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D71/34;B01D71/42;B01D71/48;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 33250 杭州華進聯浙知識產權代理有限公司
• 代理人: 李麗華

本發明涉及一種改性聚合物微孔膜，所述改性聚合物微孔膜包括聚合物微孔膜以及附于聚合物微孔膜的表面的交聯層，所述交聯層為通過硅氧烷預聚液對所述聚合物微孔膜的表面進行交聯改性而得到，所述硅氧烷預聚液由預聚體和惰性有機溶劑組成，所述預聚體為多烷氧基硅烷與功能性單體進行聚合得到的共聚物。本發明還涉及一種改性聚合物微孔膜的制備方法。

技術領域

本發明涉及聚合物微孔膜領域，尤其涉及一種通過表面交聯改性制備的改性聚合物微孔膜及其制備方法。

背景技術

按照材料的不同，膜可分為無機膜和有機膜，其中有機膜主要是指聚合物膜。相對于無機膜而言，聚合物膜具有價廉、加工性能好、密度小、易保存運輸并且材料選擇種類多的優點，因而其可廣泛用于微濾、超濾、納濾、反滲透、透析、滲透汽化、氣體分離等領域。然而，由于聚合物膜的表面能一般較低，對水的可潤濕性差，導致膜表面容易吸附各種蛋白質類污染物，滋生細菌，從而使聚合物膜的表面膜孔被堵塞，通量變得更低，大大縮短膜的使用壽命，使分離運行成本增加。

因此，需要對膜進行親水改性。現有的通過將聚合物膜浸潤甘油，這一方法雖然可提升了膜的親水性。然而，甘油會在使用過程中不斷溶出損失，而造成膜的親水性會越來越差。

也有直接在聚合物鑄膜液中加入親水性物質，在相轉換過程中，使其保留在膜基體中以改善聚合物膜的親水性。但此類方法，存在兩個顯著的缺陷：(1)小分子的親水性物質在膜使用和保存過程中，會逐漸向外滲出而致使膜的親水性下降；(2)大分子型的親水性物質，則往往存在相容性差及膜機械性能大幅下降等問題。

此外，也有通過表面接枝或表面涂覆改性膜的親水性。但表面接枝的方法通常需要紫外、過氧化物腐蝕等手段先在膜表面形成自由基團，這會對膜原有的表面產生損傷。表面涂覆方法中涂覆層與膜表面一般僅依靠分子間弱的作用力結合，因而在使用過程中，受溶脹、沖洗等作用，涂覆層很容易從膜表面脫落，隨時間的延長，改性效果會逐漸退化甚至消失。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種可解決現有的至少一個技術問題的改性聚合物微孔膜及其制備方法。

本發明提供一種改性聚合物微孔膜，所述改性聚合物微孔膜包括聚合物微孔膜以及附于聚合物微孔膜的表面的交聯層，所述交聯層為通過硅氧烷預聚液對所述聚合物微孔膜的表面進行交聯改性而得到，所述硅氧烷預聚液由預聚體和惰性有機溶劑組成，所述預聚體為多烷氧基硅烷與功能性單體進行聚合得到的共聚物，所述多烷氧基硅烷為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷中的至少一種，所述功能性單體為甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸二甲氨乙酯、丙烯酸、N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮中的至少一種。

優選的，所述交聯層的質量占所述改性聚合物微孔膜的質量的比例為3％～25％，所述交聯層的厚度為1納米～100納米。

優選的，所述改性聚合物微孔膜的表面具有多個孔，所述孔的孔徑大小為1納米～50微米。

優選的，所述惰性有機溶劑為乙醇、磷酸三乙酯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三甲酯的至少一種，所述預聚體與所述惰性有機溶劑的比例為(2g～50g):100mL。

優選的，所述聚合物微孔膜的材料為聚偏氟乙烯、聚乳酸、聚砜、聚醚砜、聚乳酸、聚丙烯晴、醋酸纖維素、聚丙烯的至少一種。

本發明還提供一種上述改性聚合物微孔膜的制備方法，其包括以下步驟：

(1)提供一硅氧烷預聚液，并通過一稀釋劑對所述硅氧烷預聚液進行稀釋；

(2)將聚合物微孔膜置于稀釋后的硅氧烷預聚液中進行浸漬處理；以及