[发明专利]一种聚醚酰亚胺/氨基化二氧化硅杂化膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于杂化膜的制备领域，特别涉及一种聚醚酰亚胺/氨基化二氧化硅杂化膜的制备方法。

背景技术

聚醚酰亚胺（PEI）是一类有着优良综合性能的聚合物材料，具有优良的化学和热稳定性，PEI的玻璃化转变温度为217℃左右，分解温度为530-550℃，具有良好的耐热、耐腐蚀和耐化学溶剂性能。由于PEI分子中同时具有刚性的苯环及柔性的醚键，且与整个结构单元形成大共轭体系，分子链中空间位阻很大，因此具有非常强的刚性。由于聚醚酰亚胺膜具有疏水性，水通量比较小。

纳米二氧化硅（SiO₂）是一种常用的无机纳米颗粒，可增加膜的孔隙率，继而提高水通量。且纳米SiO₂表面含有大量羟基，易与硅烷偶联剂的硅氧键发生化学偶联。可以通过3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）分子在SiO₂纳米颗粒表面形成一层氨基化功能团，实现材料的功能化。其中氨基官能团具有较高的反应活性，能与很多官能团作用，如蛋白酶中的羧基等作用，使用范围较为广泛。氨基化的材料对酶固定具有更高的活性，且再使用性能更好。已有文献和专利对聚醚酰亚胺膜进行报道。Nagendran A等采用聚乙二醇（PEG）600为添加剂制备PEI超滤膜，发现PEG600的加入，使PEI与PEG的相互作用增强，形成较大的聚集体孔，导致纯水通量增加。（Nagendran A,Lawrence A D,Mohan D.Cellulose acetate and Polyetherimide blend ultrafiltration membranes,I:preparation，characterization and application[J].Materials and Manufacturing Processes,2008,23(3):311-319）；Romero A I等制备PEI/SiO₂杂化膜，用于气体分离。无机成分采用溶胶-凝胶法通过TEOS的水解来制得。研究了反应条件对膜的形态和性能的影响，并测定了纯膜和杂化膜对CO₂、CH₄、O₂、N₂和H₂的渗透速率，结果表明杂化膜的气体渗透性增大，但与纯的PEI膜相比对CO₂/CH₄和O₂/N₂的选择性较低。（Romero A I,Parentis M L,Habert A C,Gonzo E E.Synthesis of polyetherimide/silica hybrid membranes by the sol–gel process:influence of the reaction conditions on the membrane properties[J].Journal of Materials Science,2011,46:4701-4709.）。

目前，对氨基化改性科研人员也已展开了研究。由成晓玲等（中国专利201110370348.6）让带氨基的生物小分子通过酰胺反应，共价接枝在碳纳米管上，制备了氨基化碳纳米管；Mahmoodi N M等制备二氧化钛/二氧化硅纳米杂化材料并进行氨基化，研究其对染料的去除。（Mahmoodi N M,Najafi F.Synthesis,amine functionalization and dye removal ability of titania/silica nano-hybrid[J].Microporous and Mesoporous Materials,2012,156:153-160.）

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚醚酰亚胺/氨基化二氧化硅杂化膜的制备方法，该发明结合PEI膜的分离性能和氨基化纳米SiO₂的功能性，通过相转化法和溶胶-凝胶法制备聚醚酰亚胺/氨基化SiO₂杂化膜，改善了聚醚酰亚胺膜的疏水性缺陷；本发明膜的亲水性好，水通量也较高，膜材料强度高。氨基化的膜材料可对蛋白质和酶进行固定，在医学、生物等领域具有广泛的应用前景。

本发明的一种聚醚酰亚胺/氨基化二氧化硅杂化膜的制备方法，包括：

（1）将聚醚酰亚胺PEI、致孔剂加入溶剂中，溶解，搅拌，得溶液；