[发明专利]原位接枝抗污染亲水改性膜及其制备方法

说明书

本发明提供的一种原位接枝抗污染亲水改性膜的制备方法，包括以下步骤：将膜基底聚合物及苯乙烯马来酸酐共聚物添加剂均匀分散在溶剂中，在室温下搅拌充分溶解，超声脱泡，得到均相无泡的铸膜液；将所述铸膜液流延在玻璃板上，刮成一定厚度的薄膜，浸入一定浓度的聚乙烯亚胺溶液中凝胶、固化及亲水聚合物接枝反应，置于去离子水中浸泡24～36小时，最后用去离子水充分漂洗后在室温下晾干，得到所述亲水改性膜。本发明还提供一种通过上述方法制得的原位接枝抗污染亲水改性膜。本发明通过提供的原位接枝抗污染亲水改性膜及其制备方法以达到制备简单、可在制备过程中同时改性、添加剂与膜基底材料相容性好、添加剂不易损失的目的。

技术领域

本发明属于聚合物膜材料领域，具体涉及一种原位接枝抗污染亲水改性膜及其制备方法。

背景技术

膜分离技术是一种新兴的高效、快速、节能的新型分离技术，具有非常多的优点和非常高的实用性。但常用的聚合物膜表面能很低，疏水性很强，因此很容易受到污染，从而导致膜通量快速衰减，膜使用寿命缩短并且增加了操作费用，限制了其在膜分离领域的应用。而提高膜材料表面亲水性可以降低污染物在膜表面的吸附，是制备抗污染膜的一种重要方法。目前，对膜材料表面亲水改性的方法主要有表面涂覆、物理共混和表面接枝等。这些改性方法能够显著提高膜的亲水性和抗污染性能，但也存在各种问题，比如表面涂覆的方法制备得到的涂覆层和表面结合不牢固而容易脱落，物理共混法用到的共混改性剂和膜材料之间存在相容性问题而导致改性剂易损失，表面接枝的方法所需条件相对复杂并且需要多步处理。尤其是，除了共混改性之外的常规膜材料亲水改性方法都是在膜制备之后进行的，这进一步延长了膜改性需要的时间和步骤，从而增加改性膜的制备成本。

在膜制备过程中同时完成对膜的亲水改性，则可以有效克服上述亲水改性膜制备过程复杂及成本高的问题。Jin Jian等曾报道过一种碱诱导相分离制备超亲水/水下超疏油聚丙烯腈超滤膜的方法[JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE,2016,513,67-73],成膜过程中聚丙烯腈在含有碱液的凝固浴中水解生成亲水基团，从而完成对膜的抗油污染亲水改性。这种方法过程相对简单，改性效果好，但不具有普适性，浓碱液也会破坏膜基底结构。ZhangGanwei等将聚(甲基丙烯酸甲酯-co-甲基丙烯酸缩水甘油)P(MMA-co-GMA)和聚乙烯亚胺(PEI)与聚偏氟乙烯(PVDF)共混制膜[JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE,2019,569,60-70]，内交联反应可以较好地将两种添加剂固定在膜材料中，但PEI为水溶性成分，和PVDF之间不可避免地存在相容性问题，因而仍然有部分添加剂损失的情况存在。Jiang Zhongyi等曾报道[CHEMICAL ENGINEERING SCIENCE,2018,190,89-97]过一种利用反应增强表面偏析技术原位构建抗污染亲水改性膜的方法。利用聚乙烯比咯烷酮(PVP)和聚偏氟乙烯(PVDF)共混刮膜，放入含有聚丙烯酸(PAA)的凝固浴中偏析成膜，PVP在成膜过程中向水相偏析，同时可以和PPA相互作用形成氢键，从而制备出亲水改性抗污染PVDF膜。但PVP本身为水溶性成分，其和PVDF之间相容性一般，且在凝固浴中很容易向水中扩散而导致损失。

可见，现有技术中针对聚合物膜抗污染亲水改性膜的制备方法存在过程复杂、普适性一般、添加剂与基底聚合物之间相容性差及添加剂易损失等问题。

综上所述，一种制备简单、可在制备过程中同时改性、添加剂与基底聚合物相容性好、添加剂不易损失的亲水改性膜及制备方法亟待开发。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种原位接枝抗污染亲水改性膜的制备方法以达到制备简单、可在制备过程中同时改性、添加剂与基底聚合物相容性好、添加剂不易损失的目的。

发明的目的还在于采用原位接枝抗污染亲水改性膜的制备方法制得一种原位接枝抗污染亲水改性膜；

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种原位接枝抗污染亲水改性膜的制备方法，包括以下步骤：