[发明专利]一种共沉积法制备的抗污染聚偏氟乙烯膜及制备方法

说明书

本发明公开了一种共沉积法制备的抗污染聚偏氟乙烯膜及制备方法，制备方法为：以Tris‑HCl缓冲溶液为溶剂配制DOPA，PEGMA，Cu²⁺和H₂O₂的共沉积溶液；(2)将PVDF膜预先用乙醇水溶液润湿，取出，浸入所述共沉积溶液中，涂覆反应，取出，纯水洗涤，冷冻干燥，得到共沉积法制备的抗污染聚偏氟乙烯膜。本发明反应条件温和，工艺简单，沉积反应时间相比PEGMA在聚多巴胺涂覆的PVDF膜沉积时间降低近10倍，显著提高了聚偏氟乙烯膜的抗污染性，可应用于膜分离领域。

技术领域

本发明属于功能高分子膜技术领域，特别涉及一种抗污染聚偏氟乙烯膜及其制备方法。

背景技术

聚偏氟乙烯膜具有优异的机械性能、物理化学稳定性、热稳定性、耐老化性和成膜特性等性能，成为超滤膜分离应用最多的膜材料之一。但是，聚偏氟乙烯膜具有较强的疏水性，在应用过程中容易引起有机物、细菌、无机胶体颗粒等在膜表面及膜孔表面的附着，从而堵塞膜孔，导致膜分离效率下降和膜寿命的缩短，严重制约了其在分离领域的应用。

通过对膜材料进行表面改性，赋予膜表面功能化基团，提高表面抗污染性和抑菌性，是改善膜表面性能最常用的改性途径。常用的表面改性方法包括物理改性和化学改性，且都在工程应用中得到发展。不足之处是表面物理改性功能层分布均一性差且不稳定，在使用过程中容易脱落影响性能而受到限制；表面化学改性虽然功能层键合稳定，但操作条件苛刻、改性价格昂贵、技术工艺要求较高。因此，亟需克服现有技术缺陷，寻找并发展新的表面改性方法。

近年来，基于海洋生物贻贝足腺细胞所分泌的贻贝吸附蛋白在固体表面的粘附性研究在膜材料领域引起了广泛关注。该蛋白主要成分是多巴胺的类似物，多巴胺能够发生氧化聚合反应，可在室温潮湿条件下形成一层具有超强附着力的聚多巴胺复合层，可粘附于任何固体表面，且改性条件温和、涂层厚度可控且不改变膜基质的结构和性能，同时涂层可二次功能化，进一步接枝含有功能化基团的改性剂赋予膜表面新的优异性能。研究发现，聚多巴胺活性层极易同具有氨基、巯基、羧基等活泼功能基团的材料在弱碱性条件下发生迈克尔加成反应或偶合反应，通过键合作用将功能性聚合物稳定地固定于材料表面。对于提高膜表面抗污染性的报道中，应用最多的亲水化改性剂为聚乙二醇，然而聚乙二醇很难直接高效、可控地固定到聚多巴胺活性层表面，且传统二次化功能接枝时间冗长，限制了其在工业化方面的应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种共沉积法制备的抗污染聚偏氟乙烯膜。

本发明的第二个目的是提供一种共沉积法制备的抗污染聚偏氟乙烯膜的制备方法。

本发明的技术方案概述如下：

一种共沉积法制备的抗污染聚偏氟乙烯膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)以Tris-HCl缓冲溶液为溶剂配制终浓度为1～10g/L DOPA，1～100g/L PEGMA，1～10mM Cu²⁺和1～20mM H₂O₂的共沉积溶液，所述DOPA为多巴胺的缩写，PEGMA为聚乙二醇甲基丙烯酸酯，所述PEGMA的数均分子量为300-500Da；

(2)将PVDF膜预先用体积浓度为90％-98％的乙醇水溶液润湿，取出，浸入所述共沉积溶液中，在25-40℃的恒温震荡器中以稳定转速均匀涂覆反应1-12h，取出，纯水洗涤，冷冻干燥，得到共沉积法制备的抗污染聚偏氟乙烯膜。

步骤(2)中所述转速优选为20rpm。

上述方法制备的一种共沉积法制备的抗污染聚偏氟乙烯膜。

有益效果

本发明反应条件温和，工艺简单，沉积反应时间相比PEGMA在聚多巴胺涂覆的PVDF膜沉积时间降低近10倍，显著提高了聚偏氟乙烯膜的抗污染性，可应用于膜分离领域。