一種聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的製備方法
2023-05-20 14:50:11 3
專利名稱：一種聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種高分子材料膜的製備方法，具體是指一種親水性良好，截留率高 的納濾膜的製備方法。
背景技術：
納濾是一種新型的膜分離技術，納濾膜的截留範圍在200-2000之間，操作壓力較 反滲透要低，對單價離子的截留率要遠低於二價離子的截留。且對有機汙染物有較好的分 離效果。複合膜是先用一種聚合物製成多孔支撐膜，然後用另一種聚合物在支撐膜表面形 成一層極薄的緻密分離層的方法製成的膜。其製備方法分為四類包括層壓法、浸塗法、等離 子體氣相沉積法和界面聚合法。聚乙烯醇(簡稱PVA)外觀為白色粉末，是一種用途相當廣泛的水溶性高分子聚合 物，由於PVA具有獨特的強力粘接性、膜柔韌性、平滑性、耐油性、耐溶劑性、和耐磨性，並且 親水性優良，因此是一種理想的膜材料。聚乙烯醇以水為溶劑，對環境的汙染很小，並且可 以節約成本。殼聚糖(chitosan)是由自然界廣泛存在的幾丁質(chitin)經過脫乙醯作用得到 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、微生物降解性等優良性 能被各行各業廣泛關注，在醫藥、食品、化工、化妝品、水處理、金屬提取及回收、生化和生物 醫學工程等諸多領域的應用研究取得了重大進展。且殼聚糖無毒，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生交聯反應，同樣，戊二醛也可以與 殼聚糖的羥基發生交聯反應。通過簡單的機械共混可將殼聚糖和PVA製成膜狀或水凝膠狀 新材料，達到兩種材料生理功能的協同作用，但殼聚糖和PVA的主鏈上都含有大量親水性 基團致使共混膜吸水性強，溼態強度低，在較低的PH媒介中易溶解，而用戊二醛對共混膜 進行交聯能有效地增加抗其抗水性能。目前很多科學家也致力於這兩類材料的的開發，朱 華躍等用流延法成功製備聚乙烯醇/殼聚糖共混膜，然後進行戊二醛交聯處理來製備殼聚 糖/PVA共混膜。吳國傑等將含有一定配比的聚乙烯醇、戊二醛和殼聚糖的混合液製得了聚 乙烯醇-殼聚糖互穿網絡水凝膠。Beatrice Haimovich等(US Pat :5578073,1994)用戊 二醛、殼聚糖和聚乙烯醇來製備抗血栓(形成)表面生物材料。
發明內容
本發明提出了新型聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的製備方法。將聚碸底膜用2% -5% 的聚乙烯醇水溶液處理2-^iin，陰乾，然後將質量分數為-5%的戊二醛水溶液塗覆在 預處理好的膜上l-3min，陰乾，最後將濃度為0. 2% -1. 8%的殼聚糖醋酸水溶液塗覆在膜 表面，將所得的複合膜經90°C處理2-4h，使得戊二醛與聚乙二醇和殼聚糖發生充分的交聯 反應。本發明是通過以下技術方案得以實現的
A、鑄膜液的製備製備質量分數為2% -5%的戊二醛水溶液，滴加酸溶液調節其pH值至3-6左右， 待用。製備質量分數為-5%的聚乙烯醇水溶液，脫泡待用。製備0.2%-1.8%的殼聚 糖醋酸水溶液，待用。B、聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的製備將聚碸底膜用2% -5%的聚乙烯醇水溶液處理2-^iin，陰乾，然後將質量分數為 -5%的戊二醛水溶液塗覆在預處理好的膜上l-3min，陰乾，最後將濃度為0. 2% -1. 8%
的殼聚糖醋酸水溶液塗覆在膜表面，將所得的複合膜經90°C處理2-4h，使得戊二醛與聚乙 二醇和殼聚糖發生充分的交聯反應。作為優選，上述製備過程中的pH調節劑使用鹽酸、或硫酸，其中以稀鹽酸為最佳。作為優選，上述製備過程中的聚碸底膜的截留分子量為2-3萬為最佳。作為優選，上述製備過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%。作為優選，上述製備過程中的殼聚糖的分子量為12 18萬。有效效果本發明中的製備方法簡單新穎，納濾膜有很高的截留率和很好的親水 性，對於PEG600的截留率較高，選擇性好。
具體實施例方式下面結合實例對本發明做進一步說明，但本發明的保護範圍並不限於此。實施例1製備質量分數為2 %的戊二醛水溶液，滴加鹽酸溶液調節其PH值至3左右，待用； 將聚碸底膜用1 %的聚乙烯醇水溶液處理2min，陰乾，然後將質量分數為2 %的戊二醛水 溶液塗覆在預處理好的膜上lmin，陰乾，最後用濃度為0. 2%殼聚糖醋酸水溶液塗覆在膜 表面，將所得的複合膜經90°C處理2h，使得戊二醛與聚乙烯醇和殼聚糖發生充分的交聯反 應。所製備的聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的對2000ppm硫酸鈉的截留為75. 5%，對2000ppm 氯化鈉的截留為50. 1%，對2000ppm聚乙二醇600的截留為78.3%。實施例2 製備質量分數為2 %的戊二醛水溶液，滴加鹽酸溶液調節其PH值至4左右，待用； 將聚碸底膜用2 %的聚乙烯醇水溶液處理2min，陰乾，然後將質量分數為2 %的戊二醛水 溶液塗覆在預處理好的膜上2min，陰乾，最後用濃度為0. 5%殼聚糖醋酸水溶液塗覆在膜 表面，將所得的複合膜經90°C處理2h，使得戊二醛與聚乙烯醇和殼聚糖發生充分的交聯反 應。所製備的聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的對2000ppm硫酸鈉的截留為79. 3. 5%，對2000ppm 氯化鈉的截留為55. 8%，對2000ppm聚乙二醇600的截留為83.8%。實施例3製備質量分數為2 %的戊二醛水溶液，滴加稀硫酸溶液調節其PH值至3左右，待 用；將聚碸底膜用3%的聚乙烯醇水溶液處理aiiin，陰乾，然後將質量分數為2%的戊二醛 水溶液塗覆在預處理好的膜上2min，陰乾，最後用濃度為0. 8%殼聚糖醋酸水溶液塗覆在 膜表面，將所得的複合膜經90°C處理池，使得戊二醛與聚乙烯醇和殼聚糖發生充分的交聯 反應。所製備的聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的對2000ppm硫酸鈉的截留為82.4%，對2000ppm
4氯化鈉的截留為66. 7%，對2000ppm聚乙二醇600的截留為83. 5%。實施例4製備質量分數為3%的戊二醛水溶液，滴加鹽酸溶液調節其pH值至5左右，待用； 將聚碸底膜用3 %的聚乙烯醇水溶液處理2min，陰乾，然後將質量分數為3 %的戊二醛水 溶液塗覆在預處理好的膜上2min，陰乾，最後用濃度為1. 0%殼聚糖醋酸水溶液塗覆在膜 表面，將所得的複合膜經90°C處理2h，使得戊二醛與聚乙烯醇和殼聚糖發生充分的交聯反 應。所製備的聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的對2000ppm硫酸鈉的截留為85. 5%，對2000ppm 氯化鈉的截留為70. 3. 1%，對2000ppm聚乙二醇600的截留為87.9%。實施例5製備質量分數為4%的戊二醛水溶液，滴加鹽酸溶液調節其pH值至5左右，待用； 將聚碸底膜用4%的聚乙烯醇水溶液處理aiiin，陰乾，然後將質量分數為4%的戊二醛水 溶液塗覆在預處理好的膜上2min，陰乾，最後用濃度為1. 2%殼聚糖醋酸水溶液塗覆在膜 表面，將所得的複合膜經90°C處理池，使得戊二醛與聚乙烯醇和殼聚糖發生充分的交聯反 應。所製備的聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的對2000ppm硫酸鈉的截留為87. 6%，對2000ppm 氯化鈉的截留為73. 1%，對2000ppm聚乙二醇600的截留為89. 1%。實施例6製備質量分數為5 %的戊二醛水溶液，滴加鹽酸溶液調節其PH值至5. 5左右，待 用；將聚碸底膜用4%的聚乙烯醇水溶液處理aiiin，陰乾，然後將質量分數為5%的戊二醛 水溶液塗覆在預處理好的膜上2min，陰乾，最後用濃度為1. 2%殼聚糖醋酸水溶液塗覆在 膜表面，將所得的複合膜經90°C處理池，使得戊二醛與聚乙烯醇和殼聚糖發生充分的交聯 反應。所製備的聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的對2000ppm硫酸鈉的截留為89. 1%，對2000ppm 氯化鈉的截留為75. 8%，對2000ppm聚乙二醇600的截留為91. 5%。
權利要求
1.一種聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的製備方法，其特徵在於包括以下步驟A、鑄膜液的製備製備質量分數為2% -5%的戊二醛水溶液，滴加酸溶液調節其pH值至3-6，待用； 製備質量分數為-5%的聚乙烯醇水溶液，脫泡待用； 製備0.2%-1.8%的殼聚糖醋酸水溶液，待用；B、聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的製備將聚碸底膜用2% -5%的聚乙烯醇水溶液處理2-^iin，陰乾，然後將質量分數為 -5%的戊二醛水溶液塗覆在預處理好的膜上l-3min，陰乾，最後將濃度為0. 2% -1. 8% 的殼聚糖醋酸水溶液塗覆在膜表面，將所得的複合膜經90°C處理2-4h，使得戊二醛與聚乙 二醇和殼聚糖發生充分的交聯反應；其中所述的聚碸的截留分子量為2-3萬。
2.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述的PH調節劑為稀鹽酸、或稀硫酸。
3.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於所述的PH調節劑為稀鹽酸1 5%。
4.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於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.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述的殼聚糖為12 18萬的高分子 量殼聚糖。
6.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述的聚乙烯醇溶液為經真空泵脫泡處理。
7.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述的殼聚糖醋酸水溶液為經真空泵 脫泡處理。
全文摘要
本發明屬於採用界面控制製備聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜的方法。將聚碸底膜用2％-5％的聚乙烯醇水溶液處理，然後用1％-5％的戊二醛水溶液塗覆在預處理好的膜上1-3min，最後將濃度為0.2％-1.8％的殼聚糖醋酸水溶液塗覆在膜表面，將所得的複合膜經90℃後處理所製備的複合膜。本發明的優點是複合膜的對2000ppm硫酸鈉的截留為91.8％，對2000ppm氯化鈉的截留為80.1％，對2000ppm聚乙二醇600的截留為93.7％。本發明採用三次塗覆鑄膜液的方法來製備聚乙烯醇-殼聚糖納濾膜，其方法新穎，且所製得的膜對PEG600的截留效果較好。
文檔編號B01D67/00GK102125811SQ20111000432
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月10日 優先權日2011年1月10日
發明者周勇, 翟丁, 陳可可, 高從堦 申請人:杭州水處理技術研究開發中心有限公司