[發明專利]聚醚砜接枝聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物、薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202010487907.0
• 申請日: 2020-06-02
• 公開（公告）號: CN111732732A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 婁丹;劉引烽;樊凱;侯錚遲;楊海軍
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C08G81/00
• 分類號: C08G81/00;C08J5/18;C08L87/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發明公開了一種聚醚砜接枝聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物、薄膜及其制備方法，先進行預處理操作：原料聚醚砜經洗滌、浸泡后，干燥至恒重；再將干燥后所得聚醚砜與聚乙二醇甲基丙烯酸酯單體混合后制成均相溶液，在包含聚乙二醇甲基丙烯酸酯單體和聚醚砜的均相溶液中，對聚乙二醇甲基丙烯酸酯單體和聚醚砜經共輻射接枝反應；還將共輻射接枝反應后得到的均相溶液進行后處理；將共輻射接枝反應后得到的均相溶液反相沉淀于去離子水中，所得固體洗滌后，再經去離子水浸泡，再真空干燥至恒重。本發明對PES材料本體進行PEGMA接枝，可根據需要制得不同接枝率的接枝共聚物，應用更靈活，接枝共聚物本身性能也得到改善。

技術領域

本發明涉及一種聚醚砜接枝聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯單體共聚物、薄膜及制備方法，應用于高分子基材技術領域。

背景技術

現目前，膜分離技術廣泛應用于石油工業、海水淡化、污水處理、氣體分離等領域，其優點是分離精度好、綠色無污染、操作便捷等，膜作為膜分離技術的核心也因此受到廣泛關注。聚醚砜(PES)是一種工業上使用廣泛的力學性能優越的高分子基材，它的分子結構是由醚基、砜基和亞苯基組成的，醚基賦予了聚合物分子鏈的柔順性，而砜基和亞苯基則賦予聚合物優良的熱力學性能和加工性能。它的耐蠕變性能非常突出，能在較高的溫度及較大的負荷下，長期使用仍然能夠保持良好的熱力學性能。

然而，聚醚砜膜的發展由于很多問題受到了制約，其中最大的問題就是膜的污染。由于聚醚砜具有較強的疏水性質，過濾時許多大分子蛋白質、膠體、油污等吸附在膜表面，堵住了膜孔，降低了通量甚至會造成膜的損壞，從而影響了過濾效率、增加了成本。從結構上來說，聚醚砜的疏水性是因其缺少親水性基團而造成的，因此可以通過化學改性的方法在聚醚砜上引入其它功能性基團，可以此來改善聚醚砜材料的極性提高膜的抗污染性，進一步拓展其應用領域。

目前，常用的改性方法有物理共混、化學接枝、紫外線輻照、等離子體輻照等，這些方法均存在自己的優點和缺點：如物理共混法，操作簡單，但由于未產生化學鍵，只是靠力的作用將化合物結合在一起，故混合產物的穩定性較差；化學接枝法需加入引發劑引發鏈增長，操作復雜且引發劑難以除去；紫外線、等離子體輻照只能在本體表面進行改性，而不能在本體內部進行改性。

PEGs是一類分子鏈呈線型規整性螺旋結構的水溶性高分子化合物，無毒且刺激性低。在水中，PEG鏈可以與水形成大量氫鍵，且鏈中的C-O鍵比C-C鍵更為靈活，因此PEG鏈在水中的柔順性非常好，將含有PEG結構的預聚體接枝在PES上，可以有效改善PES的親水性，聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)作為PEG的衍生物，同樣具有PEG優異親水性和柔順性，同時還含有C＝C鍵結構，使得與PES的接枝反應更容易發生。γ射線具有強穿透力，操作方便、過程簡單，目前，對PES使用γ射線輻照改性接枝上PEGMA的報道還未有過，這也給我們的研究提供了一個思路。

目前，有通過紫外光誘發對聚醚砜膜(PES膜)表面接枝聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)的報道，該技術存在的主要問題在于：一方面，紫外光的某些波段，對聚醚砜有明顯的降解作用，會對材料本身的性質造成影響；再一方面，在聚醚砜膜的表面進行接枝，容易形成堵塞聚醚砜膜孔道的接枝鏈，導致膜孔的大小和分布不均勻，對聚醚砜膜的通量影響較大，膜通量通常下降50～80％。該問題亟待解決。

發明內容