[发明专利]PGMA共聚微球共混结合聚乙烯亚胺涂层接枝改性聚合物膜及其制备方法

说明书

本发明提供的一种PGMA共聚微球共混结合聚乙烯亚胺涂层接枝改性聚合物膜的方法，包括：制备PGMA共聚微球；将PGMA共聚微球及膜基底材料分散在溶剂中，在室温下搅拌充分分散溶解，超声脱泡，得到铸膜液；将铸膜液流延在玻璃板上，刮成薄膜，浸入凝固浴中凝胶固化，再放进离子水中浸泡，用去离子水漂洗制得PGMA共聚微球共混改性膜；配制聚乙烯亚胺水溶液并喷涂在PGMA共聚微球共混改性膜表面，放在烘箱中在加热处理后用去离子水清洗即得到该改性聚合物膜。本发明还提供的一种PGMA共聚微球共混结合聚乙烯亚胺涂层接枝改性聚合物膜。本案中的改性聚合物膜制备方法简单而且改性剂不易脱落、分子链流失。

技术领域

本发明属于膜分离领域，具体涉及一种PGMA共聚微球共混结合聚乙烯亚胺涂层接枝改性聚合物膜的方法。

背景技术

共混、表面涂覆和表面接枝都是非常实用的提高膜材料表面亲水性的方法，它们都能用于显著提高膜的亲水性和抗污染性能，但也存在不足之处，比如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，表面接枝的方法所需条件相对复杂并且需要多步处理。

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PAA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；专利CN201911163395.6公开信息提供一种改善的制备抗污染亲水改性膜方法，通过相容性好的聚合物添加剂和膜基底材料共混刮膜，然后放在含有亲水组分的凝固浴中成膜，利用亲水组分和聚合物添加剂之间的快速化学反应将其接枝在膜表面，从而实现抗污染亲水改性膜的制备。这一方法可以同时通过共混、表面涂覆和表面接枝进行膜亲水改性，并且能够避免各自的缺点。但在这一技术中聚合物膜表面分布的聚合物添加剂，其单一聚合物链体积相对较小，在膜应用过程中，经过长时间高压过滤冲洗，依然存在分子链流失的可能。

综上所述，一种改性剂不易脱落、分子链流失的改性聚合物膜亟待开发。

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PGMA共聚微球共混结合聚乙烯亚胺涂层接枝改性聚合物膜；

本发明的目的还在于提供一种PGMA共聚微球共混结合聚乙烯亚胺涂层接枝改性聚合物膜的制备方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种PGMA共聚微球共混结合聚乙烯亚胺涂层接枝改性聚合物膜的方法，包括以下步骤：

步骤1：制备PGMA共聚微球；

步骤2：将所述PGMA共聚微球及膜基底材料分散在溶剂中，在室温下搅拌8～24小时并充分分散溶解，然后超声脱泡，得到均匀无泡的铸膜液；