[發(fā)明專利]一種含叔胺基團(tuán)的芳醚基聚合物及其制備方法、一種季銨鹽改性聚芳醚基超濾膜

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111488782.4
• 申請(qǐng)日: 2021-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN114044894B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周宏偉;王帥;戴江南;陳盼;王大明;趙曉剛;陳春海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G65/40
• 分類號(hào): C08G65/40;C08G75/23;C08J7/12;C08J5/18;C08L71/10;C08L81/06;B01D61/14;B01D67/00;B01D69/02;B01D71/52;C02F1/44
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 趙琪

本發(fā)明提供了一種含叔胺基團(tuán)的芳醚基聚合物及其制備方法、一種季銨鹽改性聚芳醚基超濾膜，屬于超濾膜技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的含叔胺基團(tuán)的芳醚基聚合物含有叔胺基團(tuán)，能夠進(jìn)行季銨化反應(yīng)形成季銨鹽，所得季銨鹽通過化學(xué)鍵與聚合物連接，具有穩(wěn)定、不易流失的優(yōu)勢。同時(shí)，本發(fā)明提供聚合物主鏈中含有芳醚，具有耐水解、強(qiáng)度高的特點(diǎn)。本發(fā)明提供了一種季銨鹽改性聚芳醚基超濾膜的制備方法，本發(fā)明先制備聚芳醚基超濾膜，再對(duì)聚芳醚基超濾膜進(jìn)行季銨化，在季銨化的過程中，芳醚基聚合物的叔胺基團(tuán)與季銨化試劑進(jìn)行季銨化反應(yīng)，叔胺基團(tuán)轉(zhuǎn)化為季銨鹽，此季銨鹽能夠以化學(xué)鍵結(jié)合的形式穩(wěn)定結(jié)合在超濾膜表面，從而賦予超濾膜優(yōu)異的抗菌性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超濾膜技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含叔胺基團(tuán)的芳醚基聚合物及其制備方法、一種季銨鹽改性聚芳醚基超濾膜。

背景技術(shù)

由于人口增長、環(huán)境污染等原因，水資源愈發(fā)珍貴。超濾可用于從污水中去除顆粒和大分子，生產(chǎn)飲用水。超濾系統(tǒng)可以被用來替代水處理廠中現(xiàn)有的二級(jí)(凝結(jié)，絮凝，沉淀)和三級(jí)過濾(砂濾和氯化)系統(tǒng)，或在人口增長的偏遠(yuǎn)地區(qū)作為獨(dú)立系統(tǒng)使用。相比于傳統(tǒng)的水處理方式，超濾具有無化學(xué)藥品引入、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、設(shè)備簡單、能夠超過水質(zhì)監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到90～100％的截留率等優(yōu)點(diǎn)。

膜生物污染一直是膜分離過程中最具挑戰(zhàn)性的問題之一，阻礙了超濾在污水處理系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用。生物污垢是由附著在膜表面并在膜表面生長的細(xì)菌引起的。生物污泥作為最復(fù)雜的污染物，通常會(huì)對(duì)膜性能產(chǎn)生各種負(fù)面影響，如通量下降、運(yùn)行或維護(hù)費(fèi)用增加以及膜降解等。因此，人們已經(jīng)做出了許多工作來開發(fā)防污策略。

對(duì)超濾膜進(jìn)行抗菌改性，可以抑制微生物的生長，甚至使微生物滅活，阻止生物膜的生成，延長超濾膜的使用壽命，是膜材料的研究熱點(diǎn)。而目前對(duì)于膜材料的抗菌改性，主要是抗菌劑的選擇。張星冉等人(Journal of Membrane Science,2016,520:66-75)將各種濃度條件的抗菌性季銨鹽改性劑固定到超濾膜上，制備出抗菌性能頗為出色的季銨鹽PVDF改性膜。季銨鹽類化合物具有抗菌活性較高、效力持久穩(wěn)定以及對(duì)人體毒性較低等顯著優(yōu)點(diǎn)，但此季銨鹽PVDF改性膜中的季銨鹽與超濾膜通過范德華力連接，并不穩(wěn)定，在水中容易流失，導(dǎo)致抗菌性能的減弱；且季銨鹽流失到水質(zhì)環(huán)境中，也會(huì)造成水質(zhì)的進(jìn)一步污染。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種含叔胺基團(tuán)的芳醚基聚合物及其制備方法、一種季銨鹽改性聚芳醚基超濾膜。本發(fā)明提供的含叔胺基團(tuán)的芳醚基聚合物含叔胺基團(tuán)，能夠發(fā)生季銨化反應(yīng)得到穩(wěn)定的季銨鹽。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種含叔胺基團(tuán)的芳醚基聚合物，具有式I所示結(jié)構(gòu)：

式I中，0≤y＜1；所述y表示重復(fù)單元在含叔胺基團(tuán)的聚合物中所有重復(fù)單元的數(shù)量比；所述y-1表示重復(fù)單元在含叔胺基團(tuán)的聚合物中所有重復(fù)單元的數(shù)量比；

n＝1～10；

R₁為

R₂為

X為鹵素元素。

優(yōu)選的，所述0.2≤y≤0.5，n＝3～6。

優(yōu)選的，所述含叔胺基團(tuán)的芳醚基聚合物的數(shù)均分子量為10000～100000。

本發(fā)明提供了上述含叔胺基團(tuán)的芳醚基聚合物的制備方法，包括以下步驟：

(1)將具有式a所示結(jié)構(gòu)的化合物、具有式b所示結(jié)構(gòu)的胺基化合物與第一有機(jī)溶劑混合，進(jìn)行取代反應(yīng)，得到具有式c所示結(jié)構(gòu)的化合物；