[發明專利]一種等離子體改進超濾膜親水性的方法

在審

• 申請號: 201910018354.1
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN109529627A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 宋云飛;何本橋;馬歡歡
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B01D61/14
• 分類號: B01D61/14;B01D67/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種等離子體改進超濾膜親水性的方法，包括如下步驟：(1)、將超濾膜經過等離子體發生器和含親水基團的單體的溶液進行處理，引入親水基團；(2)、用去離子水洗凈未反應的單體，然后將超濾膜保存于水中。根據本發明的方法得到的超濾膜的水通量顯著提高，接觸角明顯減小，親水性顯著增強。

技術領域

本發明涉及膜材料制造領域，特別是一種膜材料的改性制造技術，具體來說，本發明涉及一種等離子體改進超濾膜親水性的方法。

背景技術

超濾技術是納米數量級進行選擇性濾過的分離技術，廣泛應用于醫藥、化學、電子、環保、食品等領域。超濾技術中所使用的超濾膜是孔徑范圍為10～100nm，截留分子量范圍為1000～500000道爾頓的膜，其能有效截留病毒、蛋白質、膠體等大分子溶質，從而使大分子溶質與溶劑或小分子溶質分離。

超濾膜材料大多為聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈等特種工程高分子材料。這些材料都具有較強的疏水性，使得制得的超濾膜也都呈現較強的疏水性，并在實際應用中容易造成膜污染，使得膜的通量下降、壽命縮短。因此，改進超濾膜的親水性是超濾膜應用中最值得關注的問題之一。

等離子體是一種電離度超過0.10％的氣體，是由離子、電子和中性粒子(原子和分子)組成的集合體。等離子體中的粒子能量約為幾個至十幾電子伏特，大于聚合物材料的結合鍵能，完全可以破裂有機大分子的化學鍵而形成新鍵，但遠低于高能放射性射線，只涉及材料表面，不影響基體的性能。通過等離子體表面處理，材料表面發生多種的物理、化學變化，或產生刻蝕而粗糙，或形成致密的交聯層，或引入含氧極性基團。也就是說，一方面電子具有足夠高的能量使反應物分子激發、離解和電離，另一方面由于重粒子溫度低，反應體系又得以保持相對較低的溫度，甚至接近室溫，這兩方面的特點，使得等離子體在化學合成、等離子體刻蝕和等離子體表面處理及改性等領域具有廣泛的應用前景。

因此，本發明提供了一種利用等離子體改進超濾膜的親水性的方法，其操作簡便，改性時間短；所得改性超濾膜親水性較強，通量高。

發明內容

本發明涉及一種等離子體改進超濾膜親水性的方法，包括如下步驟：

(1)、將超濾膜經過等離子體發生器和含親水基團的單體的溶液進行處理，引入親水基團；

(2)、用去離子水洗凈未反應的單體，然后將超濾膜保存于水中。

所述步驟1可以如下進行：a)將超濾膜放入等離子體發生器中，通入惰性氣體，對超濾膜進行等離子體處理，然后將處理后的膜浸入含親水基團的單體的溶液進行等離子體接枝改性，引入親水基團；或者，

b)將超濾膜置于含親水基團的單體的溶液中浸泡一定時間，取出除去膜表面的多余溶液，然后將超濾膜放入等離子體發生器中，通入惰性氣體，進行等離子體接枝改性，引入親水基團。

其中，所述超濾膜為聚偏氟乙烯、聚砜和聚醚砜平板超濾膜中的一種，超濾膜的孔徑為30nm～100nm，截留分子量為3000～100000道爾頓。

其中，所述含親水基團的單體為丙烯酸、十二烷基磺酸鈉和乙二胺的一種。

其中，所述含親水基團的單體的溶液濃度為5g/L～20g/L。

其中，所述(a)中超濾膜與含親水基團的單體溶液的反應溫度為30℃～60℃，反應時間為4h～12h。

其中，所述(b)中超濾膜在含親水基團的單體的溶液中的浸泡時間為6h～24h。

其中，在a)和b)中，超濾膜在等離子體發生器中距離放電中心5cm～10cm。

其中，在a)和b)中對超濾膜進行等離子體處理時，所用惰性氣體為氮氣，放電功率50W～100W，處理時間為60s～120s。