一种抗污染聚合物膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种含芳酮基团的聚合物膜的抗污染改性方法。该方法采用紫外接枝聚合（甲基）丙烯酸环氧烷基酯于超（微）滤或纳滤膜表面，进一步反应生成卤代烷，在一定催化剂、配体或还原剂存在的条件下与丙烯酸甜菜碱类化合物反应，得到具有良好亲水性和抗污染性能的超（微）滤或纳滤膜。所制备的超（微）滤或纳滤膜纯水通量可达50‑280升/平方米·小时，该抗污染超（微）滤或纳滤膜对牛血清白蛋白的截留率为95‑100%，水通量恢复率达97‑100%。本发明的特点是膜表面通过光接枝的方法快速引入少量的引发剂功能团，之后采用原子自由基转移聚合方法在水相进行接枝聚合，其优势是聚合体系可重复使用，易于连续化生产。接枝具有甜菜碱结构的两性离子对基团的聚合物使膜表面强亲水，防污能力明显提高。

主权项

一种抗污染超滤、微滤或纳滤聚合物膜的制备方法，包括以下步骤：第一步，将制备的含芳酮基团聚合物膜表面滴加一定浓度的(甲基)丙烯酸环氧烷基酯的甲醇溶液，膜表面浸润后，置于紫外灯下照射一定时间，使(甲基)丙烯酸环氧烷基酯聚合并接枝于聚合物膜表面，得到表面具有环氧基团的聚合物膜，用甲醇的水溶液清洗，去除游离的聚合物；含有芳酮结构的聚合物，结构如下：其中，R为任意结构的有机基团；聚合物具体包括：聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)、聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)均聚物，或上述聚合物的混合物；第二步，将上一步得到的膜表面接枝(甲基)丙烯酸环氧烷基酯后的聚合物膜与一定浓度多胺的异丙醇溶液进行反应，得到具有胺基功能基团的表面，用去离子水和甲醇反复清洗，再将膜浸入到环氧卤丙烷的溶液中进一步反应，在膜表面引入卤素基团；膜表面接枝(甲基)丙烯酸环氧烷基酯后与多胺反应的条件为：多胺浓度为0.1％‑50％(w/w)，温度20‑70℃、反应时间1‑24小时，多胺结构式为以下的一种或几种：其中x为0‑4的整数；膜表面引入胺基后与环氧卤丙烷反应，环氧卤丙烷为环氧氯丙烷或环氧溴丙烷，反应条件为：浓度0.1％‑50％(w/w)，温度20‑70℃，反应时间1‑24小时，溶剂包括：丙酮、甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种；第三步，在氮气或氩气气氛下，以催化剂为氯化铜或溴化铜，2,2‑联吡啶或其衍生物、1，2，4，7，10，10‑六甲基三亚乙基四胺或其衍生物作为配体，维生素C或辛酸亚锡或葡萄糖为还原剂，催化剂、配体及还原剂按摩尔比1:(0.5‑4):(0.5‑1)的比例加入反应容器中；或者催化剂为氯化亚铜或溴化亚铜，2,2‑联吡啶或其衍生物、1，2，4，7，10，10‑六甲基三亚乙基四胺或其衍生物作为配体的条件下，催化剂与配体按照摩尔比为1:(0.5‑2)的比例加入反应容器中；采用原子转移自由基聚合反应接枝丙烯酸甜菜碱化合物；加入浓度为0.1‑10摩尔/升丙烯酸甜菜碱化合物，保持反应温度20‑100℃，反应时间为1‑24小时，将制得的抗污染膜用水清洗，直至表面无杂质残留。