[发明专利]一种含叔胺基团的芳醚基聚合物及其制备方法、一种季铵盐改性聚芳醚基超滤膜

说明书

本发明提供了一种含叔胺基团的芳醚基聚合物及其制备方法、一种季铵盐改性聚芳醚基超滤膜，属于超滤膜技术领域。本发明提供的含叔胺基团的芳醚基聚合物含有叔胺基团，能够进行季铵化反应形成季铵盐，所得季铵盐通过化学键与聚合物连接，具有稳定、不易流失的优势。同时，本发明提供聚合物主链中含有芳醚，具有耐水解、强度高的特点。本发明提供了一种季铵盐改性聚芳醚基超滤膜的制备方法，本发明先制备聚芳醚基超滤膜，再对聚芳醚基超滤膜进行季铵化，在季铵化的过程中，芳醚基聚合物的叔胺基团与季铵化试剂进行季铵化反应，叔胺基团转化为季铵盐，此季铵盐能够以化学键结合的形式稳定结合在超滤膜表面，从而赋予超滤膜优异的抗菌性能。

技术领域

本发明涉及超滤膜技术领域，特别涉及一种含叔胺基团的芳醚基聚合物及其制备方法、一种季铵盐改性聚芳醚基超滤膜。

背景技术

由于人口增长、环境污染等原因，水资源愈发珍贵。超滤可用于从污水中去除颗粒和大分子，生产饮用水。超滤系统可以被用来替代水处理厂中现有的二级(凝结，絮凝，沉淀)和三级过滤(砂滤和氯化)系统，或在人口增长的偏远地区作为独立系统使用。相比于传统的水处理方式，超滤具有无化学药品引入、产品质量稳定、设备简单、能够超过水质监管标准，达到90～100％的截留率等优点。

膜生物污染一直是膜分离过程中最具挑战性的问题之一，阻碍了超滤在污水处理系统中的广泛应用。生物污垢是由附着在膜表面并在膜表面生长的细菌引起的。生物污泥作为最复杂的污染物，通常会对膜性能产生各种负面影响，如通量下降、运行或维护费用增加以及膜降解等。因此，人们已经做出了许多工作来开发防污策略。

对超滤膜进行抗菌改性，可以抑制微生物的生长，甚至使微生物灭活，阻止生物膜的生成，延长超滤膜的使用寿命，是膜材料的研究热点。而目前对于膜材料的抗菌改性，主要是抗菌剂的选择。张星冉等人(Journal of Membrane Science,2016,520:66-75)将各种浓度条件的抗菌性季铵盐改性剂固定到超滤膜上，制备出抗菌性能颇为出色的季铵盐PVDF改性膜。季铵盐类化合物具有抗菌活性较高、效力持久稳定以及对人体毒性较低等显著优点，但此季铵盐PVDF改性膜中的季铵盐与超滤膜通过范德华力连接，并不稳定，在水中容易流失，导致抗菌性能的减弱；且季铵盐流失到水质环境中，也会造成水质的进一步污染。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种含叔胺基团的芳醚基聚合物及其制备方法、一种季铵盐改性聚芳醚基超滤膜。本发明提供的含叔胺基团的芳醚基聚合物含叔胺基团，能够发生季铵化反应得到稳定的季铵盐。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种含叔胺基团的芳醚基聚合物，具有式I所示结构：

式I中，0≤y＜1；所述y表示重复单元在含叔胺基团的聚合物中所有重复单元的数量比；所述y-1表示重复单元在含叔胺基团的聚合物中所有重复单元的数量比；

n＝1～10；

R₁为

R₂为

X为卤素元素。

优选的，所述0.2≤y≤0.5，n＝3～6。

优选的，所述含叔胺基团的芳醚基聚合物的数均分子量为10000～100000。

本发明提供了上述含叔胺基团的芳醚基聚合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将具有式a所示结构的化合物、具有式b所示结构的胺基化合物与第一有机溶剂混合，进行取代反应，得到具有式c所示结构的化合物；