专利名称：一种聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高分子材料膜的制备方法，具体是指一种亲水性良好，截留率高 的纳滤膜的制备方法。
背景技术：
纳滤是一种新型的膜分离技术，纳滤膜的截留范围在200-2000之间，操作压力较 反渗透要低，对单价离子的截留率要远低于二价离子的截留。且对有机污染物有较好的分 离效果。复合膜是先用一种聚合物制成多孔支撑膜，然后用另一种聚合物在支撑膜表面形 成一层极薄的致密分离层的方法制成的膜。其制备方法分为四类包括层压法、浸涂法、等离 子体气相沉积法和界面聚合法。聚乙烯醇(简称PVA)外观为白色粉末，是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合 物，由于PVA具有独特的强力粘接性、膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、和耐磨性，并且 亲水性优良，因此是一种理想的膜材料。聚乙烯醇以水为溶剂，对环境的污染很小，并且可 以节约成本。壳聚糖(chitosan)是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到 的。这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性 能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物 医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。且壳聚糖无毒，也较容易得到，因此也是 一种很理想的膜材料。戊二醛能与聚乙烯醇上的羟基发生交联反应，同样，戊二醛也可以与 壳聚糖的羟基发生交联反应。通过简单的机械共混可将壳聚糖和PVA制成膜状或水凝胶状 新材料，达到两种材料生理功能的协同作用，但壳聚糖和PVA的主链上都含有大量亲水性 基团致使共混膜吸水性强，湿态强度低，在较低的PH媒介中易溶解，而用戊二醛对共混膜 进行交联能有效地增加抗其抗水性能。目前很多科学家也致力于这两类材料的的开发，朱 华跃等用流延法成功制备聚乙烯醇/壳聚糖共混膜，然后进行戊二醛交联处理来制备壳聚 糖/PVA共混膜。吴国杰等将含有一定配比的聚乙烯醇、戊二醛和壳聚糖的混合液制得了聚 乙烯醇-壳聚糖互穿网络水凝胶。Beatrice Haimovich等(US Pat :5578073,1994)用戊 二醛、壳聚糖和聚乙烯醇来制备抗血栓(形成)表面生物材料。
发明内容
本发明提出了新型聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的制备方法。将聚砜底膜用2% -5% 的聚乙烯醇水溶液处理2-^iin，阴干，然后将质量分数为-5%的戊二醛水溶液涂覆在 预处理好的膜上l-3min，阴干，最后将浓度为0. 2% -1. 8%的壳聚糖醋酸水溶液涂覆在膜 表面，将所得的复合膜经90°C处理2-4h，使得戊二醛与聚乙二醇和壳聚糖发生充分的交联 反应。本发明是通过以下技术方案得以实现的
A、铸膜液的制备制备质量分数为2% -5%的戊二醛水溶液，滴加酸溶液调节其pH值至3-6左右， 待用。制备质量分数为-5%的聚乙烯醇水溶液，脱泡待用。制备0.2%-1.8%的壳聚 糖醋酸水溶液，待用。B、聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的制备将聚砜底膜用2% -5%的聚乙烯醇水溶液处理2-^iin，阴干，然后将质量分数为 -5%的戊二醛水溶液涂覆在预处理好的膜上l-3min，阴干，最后将浓度为0. 2% -1. 8%
的壳聚糖醋酸水溶液涂覆在膜表面，将所得的复合膜经90°C处理2-4h，使得戊二醛与聚乙 二醇和壳聚糖发生充分的交联反应。作为优选，上述制备过程中的pH调节剂使用盐酸、或硫酸，其中以稀盐酸为最佳。作为优选，上述制备过程中的聚砜底膜的截留分子量为2-3万为最佳。作为优选，上述制备过程中的聚乙烯醇的分子量为50000 100000的中等程度分 子量，水解度为98 99%。作为优选，上述制备过程中的壳聚糖的分子量为12 18万。有效效果本发明中的制备方法简单新颖，纳滤膜有很高的截留率和很好的亲水 性，对于PEG600的截留率较高，选择性好。
具体实施例方式下面结合实例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。实施例1制备质量分数为2 %的戊二醛水溶液，滴加盐酸溶液调节其PH值至3左右，待用； 将聚砜底膜用1 %的聚乙烯醇水溶液处理2min，阴干，然后将质量分数为2 %的戊二醛水 溶液涂覆在预处理好的膜上lmin，阴干，最后用浓度为0. 2%壳聚糖醋酸水溶液涂覆在膜 表面，将所得的复合膜经90°C处理2h，使得戊二醛与聚乙烯醇和壳聚糖发生充分的交联反 应。所制备的聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的对2000ppm硫酸钠的截留为75. 5%，对2000ppm 氯化钠的截留为50. 1%，对2000ppm聚乙二醇600的截留为78.3%。实施例2 制备质量分数为2 %的戊二醛水溶液，滴加盐酸溶液调节其PH值至4左右，待用； 将聚砜底膜用2 %的聚乙烯醇水溶液处理2min，阴干，然后将质量分数为2 %的戊二醛水 溶液涂覆在预处理好的膜上2min，阴干，最后用浓度为0. 5%壳聚糖醋酸水溶液涂覆在膜 表面，将所得的复合膜经90°C处理2h，使得戊二醛与聚乙烯醇和壳聚糖发生充分的交联反 应。所制备的聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的对2000ppm硫酸钠的截留为79. 3. 5%，对2000ppm 氯化钠的截留为55. 8%，对2000ppm聚乙二醇600的截留为83.8%。实施例3制备质量分数为2 %的戊二醛水溶液，滴加稀硫酸溶液调节其PH值至3左右，待 用；将聚砜底膜用3%的聚乙烯醇水溶液处理aiiin，阴干，然后将质量分数为2%的戊二醛 水溶液涂覆在预处理好的膜上2min，阴干，最后用浓度为0. 8%壳聚糖醋酸水溶液涂覆在 膜表面，将所得的复合膜经90°C处理池，使得戊二醛与聚乙烯醇和壳聚糖发生充分的交联 反应。所制备的聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的对2000ppm硫酸钠的截留为82.4%，对2000ppm
4氯化钠的截留为66. 7%，对2000ppm聚乙二醇600的截留为83. 5%。实施例4制备质量分数为3%的戊二醛水溶液，滴加盐酸溶液调节其pH值至5左右，待用； 将聚砜底膜用3 %的聚乙烯醇水溶液处理2min，阴干，然后将质量分数为3 %的戊二醛水 溶液涂覆在预处理好的膜上2min，阴干，最后用浓度为1. 0%壳聚糖醋酸水溶液涂覆在膜 表面，将所得的复合膜经90°C处理2h，使得戊二醛与聚乙烯醇和壳聚糖发生充分的交联反 应。所制备的聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的对2000ppm硫酸钠的截留为85. 5%，对2000ppm 氯化钠的截留为70. 3. 1%，对2000ppm聚乙二醇600的截留为87.9%。实施例5制备质量分数为4%的戊二醛水溶液，滴加盐酸溶液调节其pH值至5左右，待用； 将聚砜底膜用4%的聚乙烯醇水溶液处理aiiin，阴干，然后将质量分数为4%的戊二醛水 溶液涂覆在预处理好的膜上2min，阴干，最后用浓度为1. 2%壳聚糖醋酸水溶液涂覆在膜 表面，将所得的复合膜经90°C处理池，使得戊二醛与聚乙烯醇和壳聚糖发生充分的交联反 应。所制备的聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的对2000ppm硫酸钠的截留为87. 6%，对2000ppm 氯化钠的截留为73. 1%，对2000ppm聚乙二醇600的截留为89. 1%。实施例6制备质量分数为5 %的戊二醛水溶液，滴加盐酸溶液调节其PH值至5. 5左右，待 用；将聚砜底膜用4%的聚乙烯醇水溶液处理aiiin，阴干，然后将质量分数为5%的戊二醛 水溶液涂覆在预处理好的膜上2min，阴干，最后用浓度为1. 2%壳聚糖醋酸水溶液涂覆在 膜表面，将所得的复合膜经90°C处理池，使得戊二醛与聚乙烯醇和壳聚糖发生充分的交联 反应。所制备的聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的对2000ppm硫酸钠的截留为89. 1%，对2000ppm 氯化钠的截留为75. 8%，对2000ppm聚乙二醇600的截留为91. 5%。
权利要求
1.一种聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤A、铸膜液的制备制备质量分数为2% -5%的戊二醛水溶液，滴加酸溶液调节其pH值至3-6，待用； 制备质量分数为-5%的聚乙烯醇水溶液，脱泡待用； 制备0.2%-1.8%的壳聚糖醋酸水溶液，待用；B、聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的制备将聚砜底膜用2% -5%的聚乙烯醇水溶液处理2-^iin，阴干，然后将质量分数为 -5%的戊二醛水溶液涂覆在预处理好的膜上l-3min，阴干，最后将浓度为0. 2% -1. 8% 的壳聚糖醋酸水溶液涂覆在膜表面，将所得的复合膜经90°C处理2-4h，使得戊二醛与聚乙 二醇和壳聚糖发生充分的交联反应；其中所述的聚砜的截留分子量为2-3万。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的PH调节剂为稀盐酸、或稀硫酸。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述的PH调节剂为稀盐酸1 5%。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的聚乙烯醇为水解度98 99%， 分子量为50000 100000的中等程度分子量。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的壳聚糖为12 18万的高分子 量壳聚糖。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的聚乙烯醇溶液为经真空泵脱泡处理。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的壳聚糖醋酸水溶液为经真空泵 脱泡处理。
全文摘要
本发明属于采用界面控制制备聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的方法。将聚砜底膜用2％-5％的聚乙烯醇水溶液处理，然后用1％-5％的戊二醛水溶液涂覆在预处理好的膜上1-3min，最后将浓度为0.2％-1.8％的壳聚糖醋酸水溶液涂覆在膜表面，将所得的复合膜经90℃后处理所制备的复合膜。本发明的优点是复合膜的对2000ppm硫酸钠的截留为91.8％，对2000ppm氯化钠的截留为80.1％，对2000ppm聚乙二醇600的截留为93.7％。本发明采用三次涂覆铸膜液的方法来制备聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜，其方法新颖，且所制得的膜对PEG600的截留效果较好。
文档编号B01D67/00GK102125811SQ20111000432
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月10日 优先权日2011年1月10日
发明者周勇, 翟丁, 陈可可, 高从堦 申请人:杭州水处理技术研究开发中心有限公司