專(zhuān)利名稱(chēng)：一種聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子材料膜的制備方法，具體是指一種親水性良好，截留率高 的納濾膜的制備方法。
背景技術(shù)：
納濾是一種新型的膜分離技術(shù)，納濾膜的截留范圍在200-2000之間，操作壓力較 反滲透要低，對(duì)單價(jià)離子的截留率要遠(yuǎn)低于二價(jià)離子的截留。且對(duì)有機(jī)污染物有較好的分 離效果。復(fù)合膜是先用一種聚合物制成多孔支撐膜，然后用另一種聚合物在支撐膜表面形 成一層極薄的致密分離層的方法制成的膜。其制備方法分為四類(lèi)包括層壓法、浸涂法、等離 子體氣相沉積法和界面聚合法。聚乙烯醇(簡(jiǎn)稱(chēng)PVA)外觀為白色粉末，是一種用途相當(dāng)廣泛的水溶性高分子聚合 物，由于PVA具有獨(dú)特的強(qiáng)力粘接性、膜柔韌性、平滑性、耐油性、耐溶劑性、和耐磨性，并且 親水性?xún)?yōu)良，因此是一種理想的膜材料。聚乙烯醇以水為溶劑，對(duì)環(huán)境的污染很小，并且可 以節(jié)約成本。殼聚糖(chitosan)是由自然界廣泛存在的幾丁質(zhì)(chitin)經(jīng)過(guò)脫乙酰作用得到 的。這種天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等優(yōu)良性 能被各行各業(yè)廣泛關(guān)注，在醫(yī)藥、食品、化工、化妝品、水處理、金屬提取及回收、生化和生物 醫(yī)學(xué)工程等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用研究取得了重大進(jìn)展。且殼聚糖無(wú)毒，也較容易得到，因此也是 一種很理想的膜材料。戊二醛能與聚乙烯醇上的羥基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，同樣，戊二醛也可以與 殼聚糖的羥基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械共混可將殼聚糖和PVA制成膜狀或水凝膠狀 新材料，達(dá)到兩種材料生理功能的協(xié)同作用，但殼聚糖和PVA的主鏈上都含有大量親水性 基團(tuán)致使共混膜吸水性強(qiáng)，濕態(tài)強(qiáng)度低，在較低的PH媒介中易溶解，而用戊二醛對(duì)共混膜 進(jìn)行交聯(lián)能有效地增加抗其抗水性能。目前很多科學(xué)家也致力于這兩類(lèi)材料的的開(kāi)發(fā)，朱 華躍等用流延法成功制備聚乙烯醇/殼聚糖共混膜，然后進(jìn)行戊二醛交聯(lián)處理來(lái)制備殼聚 糖/PVA共混膜。吳國(guó)杰等將含有一定配比的聚乙烯醇、戊二醛和殼聚糖的混合液制得了聚 乙烯醇-殼聚糖互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠。Beatrice Haimovich等(US Pat :5578073,1994)用戊 二醛、殼聚糖和聚乙烯醇來(lái)制備抗血栓(形成)表面生物材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了新型聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的制備方法。將聚砜底膜用2% -5% 的聚乙烯醇水溶液處理2-^iin，陰干，然后將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為-5%的戊二醛水溶液涂覆在 預(yù)處理好的膜上l-3min，陰干，最后將濃度為0. 2% -1. 8%的殼聚糖醋酸水溶液涂覆在膜 表面，將所得的復(fù)合膜經(jīng)90°C處理2-4h，使得戊二醛與聚乙二醇和殼聚糖發(fā)生充分的交聯(lián) 反應(yīng)。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的
A、鑄膜液的制備制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2% -5%的戊二醛水溶液，滴加酸溶液調(diào)節(jié)其pH值至3-6左右， 待用。制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為-5%的聚乙烯醇水溶液，脫泡待用。制備0.2%-1.8%的殼聚 糖醋酸水溶液，待用。B、聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的制備將聚砜底膜用2% -5%的聚乙烯醇水溶液處理2-^iin，陰干，然后將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 -5%的戊二醛水溶液涂覆在預(yù)處理好的膜上l-3min，陰干，最后將濃度為0. 2% -1. 8%
的殼聚糖醋酸水溶液涂覆在膜表面，將所得的復(fù)合膜經(jīng)90°C處理2-4h，使得戊二醛與聚乙 二醇和殼聚糖發(fā)生充分的交聯(lián)反應(yīng)。作為優(yōu)選，上述制備過(guò)程中的pH調(diào)節(jié)劑使用鹽酸、或硫酸，其中以稀鹽酸為最佳。作為優(yōu)選，上述制備過(guò)程中的聚砜底膜的截留分子量為2-3萬(wàn)為最佳。作為優(yōu)選，上述制備過(guò)程中的聚乙烯醇的分子量為50000 100000的中等程度分 子量，水解度為98 99%。作為優(yōu)選，上述制備過(guò)程中的殼聚糖的分子量為12 18萬(wàn)。有效效果本發(fā)明中的制備方法簡(jiǎn)單新穎，納濾膜有很高的截留率和很好的親水 性，對(duì)于PEG600的截留率較高，選擇性好。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。實(shí)施例1制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 %的戊二醛水溶液，滴加鹽酸溶液調(diào)節(jié)其PH值至3左右，待用； 將聚砜底膜用1 %的聚乙烯醇水溶液處理2min，陰干，然后將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 %的戊二醛水 溶液涂覆在預(yù)處理好的膜上lmin，陰干，最后用濃度為0. 2%殼聚糖醋酸水溶液涂覆在膜 表面，將所得的復(fù)合膜經(jīng)90°C處理2h，使得戊二醛與聚乙烯醇和殼聚糖發(fā)生充分的交聯(lián)反 應(yīng)。所制備的聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的對(duì)2000ppm硫酸鈉的截留為75. 5%，對(duì)2000ppm 氯化鈉的截留為50. 1%，對(duì)2000ppm聚乙二醇600的截留為78.3%。實(shí)施例2 制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 %的戊二醛水溶液，滴加鹽酸溶液調(diào)節(jié)其PH值至4左右，待用； 將聚砜底膜用2 %的聚乙烯醇水溶液處理2min，陰干，然后將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 %的戊二醛水 溶液涂覆在預(yù)處理好的膜上2min，陰干，最后用濃度為0. 5%殼聚糖醋酸水溶液涂覆在膜 表面，將所得的復(fù)合膜經(jīng)90°C處理2h，使得戊二醛與聚乙烯醇和殼聚糖發(fā)生充分的交聯(lián)反 應(yīng)。所制備的聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的對(duì)2000ppm硫酸鈉的截留為79. 3. 5%，對(duì)2000ppm 氯化鈉的截留為55. 8%，對(duì)2000ppm聚乙二醇600的截留為83.8%。實(shí)施例3制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 %的戊二醛水溶液，滴加稀硫酸溶液調(diào)節(jié)其PH值至3左右，待 用；將聚砜底膜用3%的聚乙烯醇水溶液處理aiiin，陰干，然后將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的戊二醛 水溶液涂覆在預(yù)處理好的膜上2min，陰干，最后用濃度為0. 8%殼聚糖醋酸水溶液涂覆在 膜表面，將所得的復(fù)合膜經(jīng)90°C處理池，使得戊二醛與聚乙烯醇和殼聚糖發(fā)生充分的交聯(lián) 反應(yīng)。所制備的聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的對(duì)2000ppm硫酸鈉的截留為82.4%，對(duì)2000ppm
4氯化鈉的截留為66. 7%，對(duì)2000ppm聚乙二醇600的截留為83. 5%。實(shí)施例4制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的戊二醛水溶液，滴加鹽酸溶液調(diào)節(jié)其pH值至5左右，待用； 將聚砜底膜用3 %的聚乙烯醇水溶液處理2min，陰干，然后將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3 %的戊二醛水 溶液涂覆在預(yù)處理好的膜上2min，陰干，最后用濃度為1. 0%殼聚糖醋酸水溶液涂覆在膜 表面，將所得的復(fù)合膜經(jīng)90°C處理2h，使得戊二醛與聚乙烯醇和殼聚糖發(fā)生充分的交聯(lián)反 應(yīng)。所制備的聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的對(duì)2000ppm硫酸鈉的截留為85. 5%，對(duì)2000ppm 氯化鈉的截留為70. 3. 1%，對(duì)2000ppm聚乙二醇600的截留為87.9%。實(shí)施例5制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的戊二醛水溶液，滴加鹽酸溶液調(diào)節(jié)其pH值至5左右，待用； 將聚砜底膜用4%的聚乙烯醇水溶液處理aiiin，陰干，然后將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的戊二醛水 溶液涂覆在預(yù)處理好的膜上2min，陰干，最后用濃度為1. 2%殼聚糖醋酸水溶液涂覆在膜 表面，將所得的復(fù)合膜經(jīng)90°C處理池，使得戊二醛與聚乙烯醇和殼聚糖發(fā)生充分的交聯(lián)反 應(yīng)。所制備的聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的對(duì)2000ppm硫酸鈉的截留為87. 6%，對(duì)2000ppm 氯化鈉的截留為73. 1%，對(duì)2000ppm聚乙二醇600的截留為89. 1%。實(shí)施例6制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 %的戊二醛水溶液，滴加鹽酸溶液調(diào)節(jié)其PH值至5. 5左右，待 用；將聚砜底膜用4%的聚乙烯醇水溶液處理aiiin，陰干，然后將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的戊二醛 水溶液涂覆在預(yù)處理好的膜上2min，陰干，最后用濃度為1. 2%殼聚糖醋酸水溶液涂覆在 膜表面，將所得的復(fù)合膜經(jīng)90°C處理池，使得戊二醛與聚乙烯醇和殼聚糖發(fā)生充分的交聯(lián) 反應(yīng)。所制備的聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的對(duì)2000ppm硫酸鈉的截留為89. 1%，對(duì)2000ppm 氯化鈉的截留為75. 8%，對(duì)2000ppm聚乙二醇600的截留為91. 5%。
權(quán)利要求
1.一種聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟A、鑄膜液的制備制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2% -5%的戊二醛水溶液，滴加酸溶液調(diào)節(jié)其pH值至3-6，待用； 制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為-5%的聚乙烯醇水溶液，脫泡待用； 制備0.2%-1.8%的殼聚糖醋酸水溶液，待用；B、聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的制備將聚砜底膜用2% -5%的聚乙烯醇水溶液處理2-^iin，陰干，然后將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 -5%的戊二醛水溶液涂覆在預(yù)處理好的膜上l-3min，陰干，最后將濃度為0. 2% -1. 8% 的殼聚糖醋酸水溶液涂覆在膜表面，將所得的復(fù)合膜經(jīng)90°C處理2-4h，使得戊二醛與聚乙 二醇和殼聚糖發(fā)生充分的交聯(lián)反應(yīng)；其中所述的聚砜的截留分子量為2-3萬(wàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的PH調(diào)節(jié)劑為稀鹽酸、或稀硫酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的PH調(diào)節(jié)劑為稀鹽酸1 5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的聚乙烯醇為水解度98 99%， 分子量為50000 100000的中等程度分子量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的殼聚糖為12 18萬(wàn)的高分子 量殼聚糖。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的聚乙烯醇溶液為經(jīng)真空泵脫泡處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的殼聚糖醋酸水溶液為經(jīng)真空泵 脫泡處理。
全文摘要
本發(fā)明屬于采用界面控制制備聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的方法。將聚砜底膜用2％-5％的聚乙烯醇水溶液處理，然后用1％-5％的戊二醛水溶液涂覆在預(yù)處理好的膜上1-3min，最后將濃度為0.2％-1.8％的殼聚糖醋酸水溶液涂覆在膜表面，將所得的復(fù)合膜經(jīng)90℃后處理所制備的復(fù)合膜。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是復(fù)合膜的對(duì)2000ppm硫酸鈉的截留為91.8％，對(duì)2000ppm氯化鈉的截留為80.1％，對(duì)2000ppm聚乙二醇600的截留為93.7％。本發(fā)明采用三次涂覆鑄膜液的方法來(lái)制備聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜，其方法新穎，且所制得的膜對(duì)PEG600的截留效果較好。
文檔編號(hào)B01D67/00GK102125811SQ20111000432
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者周勇, 翟丁, 陳可可, 高從堦 申請(qǐng)人:杭州水處理技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心有限公司