[發明專利]水溶性醛基環糊精-聚乙烯亞胺涂層改性聚合物膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202111452743.9
• 申請日: 2021-12-01
• 公開（公告）號: CN114307667A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 張干偉;顧夢琪;劉大朋;沈舒蘇;郭永福;紀海蘭;滕磊;羅海英
• 申請（專利權）人: 佛山市南海區蘇科大環境研究院;蘇州科技大學
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/02
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 劉希豪

本發明提供的一種水溶性醛基環糊精?聚乙烯亞胺涂層改性聚合物膜的方法，包括：步驟1：采用環糊精制備水溶性醛基環糊精，配置水溶性醛基環糊精水溶液；步驟2：配置聚乙烯亞胺水溶液；步驟3：將醛基淀粉水溶液、聚乙烯亞胺水溶液交替噴涂在聚合物膜表面；步驟4：噴涂處理的聚合物膜放在烘箱中加熱處理，取出后用去離子水清洗膜后即得到多功能改性聚合物膜。本發明提供了一種水溶性醛基環糊精?聚乙烯亞胺涂層改性聚合物膜。本發明中的所述涂層改性聚合物膜制備制備過程中不采用有機溶劑，涂層穩定。

技術領域

本發明屬于環糊精應用領域，具體涉及一種水溶性醛基環糊精-聚乙烯亞胺涂層改性聚合物膜的方法。

背景技術

表面涂層技術是一種非常實用的提高膜材料表面親水性的方法，通過涂層技術可以將親水基團固定在商品聚合物膜表面，可以顯著改善聚合物膜的抗污染性能，甚至可以通過引入的功能基團賦予聚合物膜各種特性，比如重金屬吸附，染料吸附或抗菌等。

利用現有涂層技術，很容易將各種小分子到聚合物大分子的涂層成份通過直接噴涂、浸涂、旋涂等方法涂覆在膜表面。但現有的涂層技術存在兩個方面的問題：第一，涂層工藝中經常用到涂層成份稀釋劑，而這些稀釋劑基本上都是有機溶劑，有機溶劑不僅容易揮發到空氣中造成環境污染危害人體健康，而且會溶解聚合物膜基底材料從而破壞聚合物膜本體結構；第二，涂層組分通過簡單涂覆的方法涂覆在聚合物膜表面以次級物理相互作用吸附在聚合物膜表面，單個涂層組分分子間沒有通過化學鍵連接，很容易從膜表面脫落。為了解決上述問題，研究者采用各種水溶性組分進行膜改性研究，文獻及專利報道最多的方法是多巴胺及其衍生物改性聚合物膜以賦予其抗污染性能(CN201310171221.0，CN201610936876.6，CN201610114843.3，CN201610901039.X，CN201710885393.2，CN201610648526.X，CN201510147356.2，CN201710324332.9)。由貽貝啟發的聚多巴胺因其普遍性和通用性，及其涂層過程簡單溫和、具有優異的粘附性及良好的二次反應活性，成為膜改性的一種廣泛關注的策略。使用時只要將膜浸入堿性多巴胺溶液中，就能在膜表面誘導出親水性的聚多巴胺層，而且聚多巴胺由于其表面豐富的官能團可以進一步接枝引入其它有機或無機材料對膜材料表面進行多重修飾。然而，多巴胺原料價格較昂貴，不利于大規模生產使用，需尋找一種低廉的替代物。因此，科研人員進一步開發價廉的類似替代物以進行應用，南昌大學王振興等受疏水分離膜易吸附蛋白及皮革鞣制的啟發，開發了基于蛋白吸附-單寧酸固化的疏水膜表面超親水化改性方法，實現了多酚類物質對多種疏水材料的高效改性(Journal of Materials Chemistry A,2018,6,13959)，并進行了一系列應用嘗試(Journal of Materials Chemistry A,2018,6,3391，Journal of Membrane Science,2018,564,317)，但在應用單寧酸作為涂層的時候，涂層反應需要較長時間，后續開發的應用體系仍需要醇類溶劑；制備了水溶性聚合物聚(甲基丙烯酸縮水甘油酯-共-聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯)P(GMA-co-mPEGMA)，通過噴涂方法，用P(GMA-co-mPEGMA)和聚乙烯亞胺(PEI)的水溶液涂覆PVDF微濾膜，以PVDF微濾膜表面親水性及抗污染能力。P(GMA-co-mPEGMA)和PEI具有許多由氨基和環氧基組成的反應位點，極大增加了進行交聯反應的機會，從而提高了涂層的穩定性。由于涂層成份都可以利用水作為溶劑，從而最大程度地減少了對環境的污染(CN202011397479.9)，但P(GMA-co-mPEGMA)需要通過原子轉移自由基方法制備，并且依然用到有機溶劑，不利于大規模生產也不能從源頭控制整體工藝的綠色環保特性。

綜上所述，一種不采用有機溶劑又能具有穩定涂層、制備簡單的涂層改性聚合物膜亟待開發。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種水溶性醛基環糊精-聚乙烯亞胺涂層改性聚合物膜；

本發明的目的還在于提供一種水溶性醛基環糊精-聚乙烯亞胺涂層改性聚合物膜的制備方法。