[发明专利]一种自修复型表面双电层分离膜制备方法

说明书

本发明提供了一种自修复型表面双电层分离膜的制备方法，先分别合成带负电或者正电的两组分聚合物，再利用聚多巴胺或者鞣酸的粘附性，将带负电的两组分聚合物接枝于分离膜表面，之后再将带正电的两组分聚合物接枝于分离膜上，制备得到具有自修复性能的表面双电层分离膜。本发明利用在次外层的负电聚合物提供表面功能性，利用最外层的正电聚合物与次外层负电聚合物之间的静电相互作用，使分离膜表面在受到微损伤出现微缝隙时，由邻近聚合物提供补偿电荷，及时修复微缝隙，提高分离膜表面功能层的稳定性。本发明处理得到的自修复型表面双电层分离膜，制备材料来源广泛，制备过程简单，具有较好的应用前景和市场前景。

技术领域

本发明属于水处理用高分子膜材料的制备领域，尤其涉及一种自修复型表面双电层分离膜制备方法。

背景技术

利用带电高分子作为表面修饰层的高分子膜在水处理过程，如纳滤和渗透过程中得到了大量应用。然而，在实际应用中，表面修饰层由于膜操作环境的长期作用，受到高压、酸碱腐蚀、机械作用等，容易出现微损伤；这些微损伤(如微缝隙、微变形等)在初期难以被人察觉，慢慢积累后成为不可逆的宏观损伤，破坏表面层的完整性，降低稳定性，最终导致表面修饰功能的失效。传统的修复技术只针对宏观损伤，对微损伤不适用。

基于动态可逆体系的自修复材料，依靠分子作用力的断开-结合可逆过程，不需要外加修复剂，即可自我修复微损伤，这类材料已得到了一定研究。如在高分子凝胶网络中引入动态氢键，使材料实现自修复(Nature Chem.,2012,4,467)；采用呋喃多聚体和马来酰亚胺多聚体单体合成自愈合大分子网络，通过热处理(120℃)实现裂纹修复(Science,2002,295,1698)；也有研究者将采用动态酰腙键的可逆反应制备得到调节pH值引发的自修复体系(Macromolecules,2010,43,1191)。利用分子间作用力与静电作用，制备具有自修复能力的膜表面功能层，为提高高分子分离膜使用稳定性提供解决方法。上述方法制备过程复杂，稳定性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种自修复型表面双电层分离膜制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种自修复型表面双电层分离膜的制备方法，包括有如下步骤：

S1，制备带电性为负电荷的两组分共聚物A-B；

S2，制备带电性为正电荷的两组分共聚物C-D；

S3，在分离膜表面涂覆粘附性材料；

S4，将步骤S1中所制备的两组分共聚物A-B配置成水溶液接枝修饰于步骤S3涂覆后的分离膜表面；

S5，将步骤S2中所制备的两组分共聚物C-D配置成水溶液修饰于步骤S4表面负电性改性分离膜，得到自修复型表面双电层分离膜。

优选地，所述步骤S1中，所述两组分共聚物A-B为线性共聚物，A组分与B组分接枝比例为99:1至1:99；其中A组分为接枝位点，包括所有带巯基和氨基的聚合链段及其前驱体；B组分为带负电聚合物链段，包括所有带负电的羧酸基、磺酸基、磷酸基的聚合链段及其前驱体。

优选地，所述步骤S2中，所述两组分共聚物C-D为线性共聚物，C组分与D组分接枝比例为99:1至1:99；其中C为接枝位点，包括所有带巯基和氨基的聚合链段及其前驱体；D组分为带正电聚合物链段，包括所有带正电的季铵盐、胍鎓盐、吡啶鎓盐、咪唑鎓盐、季鏻盐、硫鎓盐的聚合链段及其前驱体。

优选地，所述步骤S1中，所述两组分共聚物A-B为超支化聚合物，A组分与B组分接枝比例为99:1至1:99；其中A组分为接枝位点，包括所有带巯基和氨基的聚合链段及其前驱体，B组分为所有带负电的羧酸基、磺酸基、磷酸基的聚合链段及其前驱体。