[发明专利]一种抗菌亲水性超滤膜及其制备方法

说明书

本发明属于超滤膜材料制备技术领域，具体涉及一种抗菌亲水性超滤膜及其制备方法；采用物理与化学改性相结合的方法，将3‑(2‑甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐(DMAPS)和季铵化羧甲基壳聚糖(QCTS)引入超滤膜中，通过共混的方式将QCTS引入超滤膜中，赋予超滤膜的一定的抗菌性能，再通过氧等离子体处理膜片，使膜片表面产生活性位点，然后在紫外光与引发剂的同时作用下，将亲水性单体DMAPS接枝在超滤膜表面，赋予超滤膜较好的亲水性能。确保了在高截留率和高通量的前提下，对超滤膜进行了亲水以及抗菌改性，为超滤膜技术领域提供了一种新思路。

技术领域

本发明属于超滤膜材料制备技术领域，具体涉及一种抗菌亲水性超滤膜及其制备方法。

背景技术

超滤膜是一种用于超滤过程能将一定大小的高分子胶体或悬浮颗粒从溶液中分离出来的高分子半透膜。超滤(UF)膜孔径介于1-100nm之间，可通过膜孔的筛分作用对水体中分子量大于1000Da的物质进行分离，是介于微滤(MF)和纳滤(NF)之间的低压膜过滤技术。由于材料本身的疏水性所造成的膜污染问题严重制约了聚砜超滤膜的应用。

膜污染是指在过滤过程中，水中的微粒、胶体及微生物等与超滤膜之间因发生机械作用或物理化学相互作用而在膜表面或膜孔内发生吸附、沉积，从而使膜孔径减小甚至堵塞，最后使膜的分离特性和渗透性能不断降低，是急需解决的重要问题之一。

现有技术中，缓解膜污染的途径有：(1)紫外杀菌、砂滤以及膜过滤等物理前处理手段；(2)絮凝、沉淀等物理化学前处理手段；(3)活性氯、臭氧、杀菌剂等化学预处理手段；(4)利用高压水流对膜表面进行物理清洗或用试剂对膜表面进行循环化学清洗。(5)通过对膜的改性来改善膜性能等。

长期以来的经验显示这些常规手段过程繁琐、能耗成本高昂，不仅不能从根本上解决膜污染，化学消毒等处理手段还会与超滤膜材料作用，影响分离性能，缩短膜的使用寿命，生成的消毒副产物也违背了环境友好的宗旨。而膜改性是现阶段相对环保且高效的方法之一。膜改性主要有两种，一种是物理改性，一种是化学改性。物理改性主要是通过添加剂的共混来实现膜性能的变化，优点是简单、快捷、效率相对较高，可以直接有效地改变膜的性能，但同时也具有一定缺点，比如添加剂与膜相容性的问题可能会导致膜片性能的下降，且添加剂本身的缺点也可能会影响膜本身的性能。

公告号为CN103495353B的专利文件公开了一种季铵化壳聚糖改性聚砜超滤膜的制备方法，是通过季铵化壳聚糖直接与聚砜进行共混对超滤膜进行改性，普通的季铵化壳聚糖中，壳聚糖本身是疏水性物质，根据季铵化程度的不同，季铵化壳聚糖表现出一定的水溶性但不完全溶于水，亲水性相对较弱，对超滤膜的亲水改性效果可能不明显。

公告号为CN109569331B的专利文件公开了一种亲水性抗菌滤膜的制备方法，其是在基底滤膜上采用含胍基单元的丙烯酰胺单体、交联剂、光引发剂配制成的改性溶液对膜进行表面接枝改性处理。该专利是在膜表面引入一种含胍基单元的丙烯酰胺单体，该类单体具有一定的亲水性，但抗菌性能相对较差，一般来说，塑料制品表面抑菌率或杀菌率≥90％可表示产品具有良好的抗菌性能，根据该专利实施例中抗菌性能测试结果，对两种细菌的杀菌率均在90％以下，抗菌性能达不到标准。

公告号为CN102698608B的专利文件公开了一种具有永久亲水性和永久抗菌性的超滤膜制备方法，其是将含辣素衍生结构的丙烯酰胺和丙烯酸等亲水性单体、光敏剂配制成改性液，涂布于超滤膜表面后紫外灯照进行接枝改性。该专利中采用了直接在超滤膜表面进行紫外光接枝反应，此方法接枝率低，反应效率较低且不稳定。该专利抗菌单体选用的同样是抗菌效果较弱的辣椒素衍生结构的丙烯酰胺类单体，对金黄色葡萄球菌的抑菌率均在90％以下，抗菌性能达不到标准。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种抗菌亲水性超滤膜及其制备方法。

具体是通过以下技术方案来实现的：

1、一种抗菌亲水性超滤膜，其组成包括：超滤基膜、引发剂溶液、接枝溶液。