[发明专利]一种抗菌性聚砜超滤膜的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种采用化学接枝法制备抗菌超滤膜的方法，特别是涉及一种抗菌性聚砜超滤膜的制备方法，属于超滤膜表面改性技术领域。 

背景技术：

早期的工业超滤应用于废水和污水处理。随着超滤技术的发展，超滤膜技术的应用领域已经很广泛，主要包括食品工业、饮料工业、乳品工业、生物发酵、生物医药、医药化工、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收以及环境工程等等领域。超滤有很多优点： 

1、系统能耗低，生产周期短，与传统工艺设备相比，设备运行费用低，能有效降低生产成本，提高企业经济效益。 

2、系统工艺设计先进，集成化程度高，结构紧凑，占地面积少，操作与维护简便，工人劳动强度低。 

3、超滤过程无相变，可以在常温及低压条件下进行，因而能耗低。 

4、物质在浓缩分离过程中不发生质的变化，适合热敏物质的处理。 

5、能将不同分子量的物质分级分离。 

6、在使用过程中超滤膜无杂质脱落，保证超滤液的纯净。 

聚砜因其热稳定性好，能耐高温，机械强度比较大，力学性能好，耐水解，耐细菌腐蚀，因而被广泛应用于超滤膜的制备。但是聚砜超滤膜在过滤污水或者海水等含有大量微生物的水时，其表面会因为微生物滋生而将膜孔堵塞。同时，由于聚砜超滤膜的疏水性，其表面会吸附很多的污染物。这些都使得膜的使用寿命减短，分离效果下降，也会增加操作难度和成本，制约着聚砜超滤膜的广泛应用。 

当前制备耐污染的超滤膜的方法主要是向膜中加入亲水性基团，改善超滤膜的亲水性，使得污染物不易在膜表面附着。王志在Journal of membrane science(310:402-408)将聚苯胺涂在聚砜超滤膜表面来提高其抗污染能力。徐志康在Polymer(45:399-407)和Bimaterial(26:589-598)上报道在聚丙烯腈和丙烯腈/马来酸酐共聚物的共混膜表面接枝不同分子量的聚乙二醇，改善超滤膜的亲水性和抗污染能力，研究表明分子量为400的聚乙二醇有最好的抗污染效果。姜忠毅在Journal of membrane science(300:71-78)中提出在聚醚砜超滤膜表面用硼酸钠交联聚乙烯醇，提高了膜表面的亲水性，改性膜在牛血清蛋白（BSA）中能够保持比较稳定的通量和86.3%的流量回复率。Mayes等在Journal of membrane science(298：136-146)将丙烯腈和聚乙二醇甲基丙烯酸酯的共聚物与聚丙烯腈进行共混，然 后采用相转化法制备共混超滤膜，聚乙二醇链段在膜表面形成亲水性的聚合物刷，通过牛血清蛋白、海藻酸钠和腐殖酸污染实验证明，共混膜具有优良的抗污染性能。Ulbricht等人在Journal of membrane science(115：21-47)用二苯酮做光引发剂，在紫外照射聚乙二醇接到PAN超滤膜上，大大降低蛋白质对PAN膜表面的互相作用。Tseng等人（Biomaterials：15（725-736））将聚乙二醇和4-氟-3-硝基叠氮苯相结合，制成光活性的聚乙二醇，通过紫外光照射其接枝到硅化玻璃表面。Yong和Jongok等人在Langlnuir（16：9662-9665）用氨基化聚乙二醇与叠氮苯甲酸反应生成光活性的聚乙二醇，在紫外灯照射下接枝到聚砜膜表面。 

发明内容:

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种抗菌性聚砜超滤膜的制备方法，即通过膜表面化学改性的方法制备具有抗菌性的聚砜超滤膜，并通过条件优化，确定出最优选的接枝条件，改善超滤膜的抗污染性能和亲水性。本方法简单易行，条件温和易于控制。 

为了实现上述发明目的，本发明的一种抗菌性聚砜超滤膜的制备方法，基于化学接枝，通过化学引发剂在膜表面产生活性自由基，将辣素单体及丙烯酰胺等亲水性单体接枝于聚砜超滤膜上，技术方案如下: 

配制含有引发剂、辣素及亲水性单体的反应溶液，将已经预处理的聚砜超滤膜片放入反应溶液中，10-40℃反应0.2-8小时进行表面改性，即得到抗菌性聚砜超滤膜。 

所述的辣素为含辣素活性衍生结构的丙烯酰胺，其浓度为（0.06-2）g/(100g反应溶液)。 

所述的亲水性单体为含有烯烃双键和亲水性基团的物质，如丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、对乙烯苯磺酸等，其浓度为（0.178-5）g/（100g反应溶液）。