[发明专利]高效改性聚砜超滤膜的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种聚砜超滤膜的改性方法，具体的说是一种高效改性聚砜超滤膜的方法，属于高分子材料技术领域。

 

背景技术

聚砜是一类性能优异的成膜高聚物,以其良好的化学稳定性、耐水性、耐热性，以及良好的成膜性和机械强度，被广泛的用于超滤膜的制备。聚砜膜秉承了聚砜本身的特点，不仅具有优良的渗透性，而且具有良好的机械强度、耐酸碱性能、抗压密性、化学性质稳定以及PH适用范围广等优点，在水和其他流体的净化、食品或者发酵工业等领域得到越来越广泛的应用。然而，膜表面或膜孔内吸附、沉积造成的膜孔径变小或堵塞等膜污染现象，造成膜分离能力下降，制约了膜在超滤领域的应用。因此，人们开展了大量关于聚砜膜表面改性的研究，如共混、共聚和氧化反应等，但这些方法均影响了PS膜的本体性能，或只是暂时性的改变。

 

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种高效改性聚砜超滤膜的方法，通过对聚砜超滤膜在紫外光辐照不同时间下引起的通量、截留率等膜性能的变化，得到高效改性聚砜超滤膜的最佳条件，有效改善聚砜超滤膜表面的亲水性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，一种高效改性聚砜超滤膜的方法，包括以下步骤：

（1）取备样品：将聚砜膜裁剪为2cm长的试样，经甲醇（国药集团化学试剂有限公司）振荡清洗后，用真空干燥箱在40℃下干燥24小时；

（2）光敏剂溶液处理：将光敏剂二苯甲酮（国药集团化学试剂有限公司）溶解在丙酮（国药集团化学试剂有限公司）中，使得光敏剂二苯甲酮的浓度为4×10^-3mol/L，制成光敏剂溶液；将聚砜膜浸泡在光敏剂溶液中2.3小时；取出后，自然干燥至丙酮完全挥发；

（3）乙醇溶液处理：将乙醇配置成450ml/L的水溶液，并在乙醇溶液中加入0.0005g的阻聚剂硫酸亚铁（国药集团化学试剂有限公司）；将经光敏剂溶液处理过的聚砜膜，放入盛有乙醇溶液的称量瓶中，向瓶中充入氮气10分钟以除去氧气，再紧密封口；

（4）紫外光辐照：处理好的称量瓶放置在波长为253.7nm的1000W紫外灯下辐照6分钟后，用去离子水漂洗浸改性剂，即成。

本发明的紫外高效改性聚砜超滤膜的方法，选用紫外线波长为253.7nm，采用二苯甲酮（BP）作为光引发剂，聚砜超滤膜经紫外光辐照后，部分分子链受紫外光激发而造成部分键断裂，生成羟基、苯磺酸基和乙烯基。苯磺酸基和羟基都是亲水性基团，这些亲水性基团的增加使聚砜膜的通量增加。随着辐照时间的增长，亲水基团增多，通量进一步提高，即膜表面的亲水性增强。但是，分子间的断裂也造成聚砜超滤膜的孔径和强度发生变化，导致聚砜超滤膜的截留率和强度降低。本发明通过分析不同紫外光辐照时间下水通量和截留率的表征，得到表面改性的最佳紫外光辐照条件。

本发明利用紫外光引发单体在聚合物表面的聚合，通过改变聚合物的分子组成和空间结构来改变膜的物理和化学性能，该方法具有两个突出的特点：

1、紫外光辐照比高能辐射对材料的穿透力差，因此该反应可严格的限定在材料的表面或者亚面进行，不会损坏材料的本体性能；

2、紫外光辐照的光源以及设备成本低，易于化操作，故近年来发展较快，具有良好的工业应用前景；具有工艺简单、适合连续化工业生产的特点。

 

具体实施方式

 

实施例1

本实施例的高效改性聚砜超滤膜的方法，包括以下步骤：

（1）取备样品：将聚砜膜裁剪为2cm长的试样，经甲醇（国药集团化学试剂有限公司）振荡清洗后，用真空干燥箱在40℃下干燥24小时；

（2）光敏剂溶液处理：将光敏剂二苯甲酮（国药集团化学试剂有限公司）溶解在丙酮（国药集团化学试剂有限公司）中，使得光敏剂二苯甲酮的浓度为4×10^-3mol/L，制成光敏剂溶液；将聚砜膜浸泡在光敏剂溶液中2小时；取出后，自然干燥至丙酮完全挥发；

（3）乙醇溶液处理：将乙醇配置成450ml/L的水溶液，并在乙醇溶液中加入0.0005g的阻聚剂硫酸亚铁（国药集团化学试剂有限公司）；将经光敏剂溶液处理过的聚砜膜，放入盛有乙醇溶液的称量瓶中，向瓶中充入氮气10分钟以除去氧气，再紧密封口；

（4）紫外光辐照：处理好的称量瓶放置在波长为253.7nm的1000W紫外灯下辐照2分钟后，用去离子水漂洗浸改性剂，即成。