一种改性聚丙烯腈超滤膜的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种改性聚丙烯腈超滤膜，其原料按重量份包括：聚丙烯腈40?50份、醋酸纤维素3?15份、丙烯腈?衣康酸共聚物0.3?1.5份、聚乙二醇5?10份、聚乙烯醇2?10份、氯化锂0.1?2份、氯化钙0.2?1.5份、纳米氧化锌0.1?0.8份、可膨胀石墨0.2?1.5份、多壁碳纳米管0.2?1份、聚丙烯纤维0.3?2份、二甲基乙酰胺50?75份、抗菌剂1?2份、抗氧剂1?2份。本发明提出的改性聚丙烯腈超滤膜，其抗菌性能好，抗污性能和热稳定性能优异，水通量高，使用寿命长。
【专利说明】
一种改性聚丙烯腈超滤膜
技术领域
[0001 ]本发明涉及膜材料技术领域，尤其涉及一种改性聚丙烯腈超滤膜。
【背景技术】
[0002]聚丙烯腈是仅次于醋酸纤维素和聚砜的又一种常用来制备超滤膜的聚合物，其具有较好的耐水解、耐热、化学稳定性和抗氧化性能，所制备的膜目前已被广泛应用于超滤、透析、渗透气化等领域。但是，聚丙烯腈是疏水性材料，所制备的膜容易产生膜污染，再加上其抗菌性能不是很理想，缩短了膜的使用寿命，增加了投资成本，在实际应用过程中，往往对其进行共聚、共混、等离子体改性等，改善其性能，但是目前的改性效果仍不是很理想。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种改性聚丙烯腈超滤膜，其抗菌性能好，抗污性能和热稳定性能优异，水通量高，使用寿命长。
[0004]本发明提出的一种改性聚丙烯腈超滤膜，其原料按重量份包括:聚丙烯腈40-50份、醋酸纤维素3-15份、丙烯腈-衣康酸共聚物0.3-1.5份、聚乙二醇5-10份、聚乙烯醇2-10份、氯化锂0.1-2份、氯化钙0.2-1.5份、纳米氧化锌0.1-0.8份、可膨胀石墨0.2-1.5份、多壁碳纳米管0.2-1份、聚丙烯纤维0.3-2份、二甲基乙酰胺50-75份、抗菌剂1-2份、抗氧剂1-2份。
[0005]优选地，其原料按重量份包括:聚丙烯腈45-48份、醋酸纤维素6.5-10份、丙烯腈-衣康酸共聚物0.5-1.2份、聚乙二醇6.5-8份、聚乙烯醇5-6.5份、氯化锂0.8-1.3份、氯化钙
0.8-1.2份、纳米氧化锌0.35-0.5份、可膨胀石墨0.7_1.0份、多壁碳纳米管0.5-0.8份、聚丙烯纤维1-1.6份、二甲基乙酰胺60-70份、抗菌剂1.3-1.7份、抗氧剂1.5-1.8份。
[0006]优选地，其原料按重量份包括:聚丙烯腈47份、醋酸纤维素8份、丙烯腈-衣康酸共聚物I份、聚乙二醇7份、聚乙烯醇6份、氯化锂I份、氯化钙I份、纳米氧化锌0.4份、可膨胀石墨0.85份、多壁碳纳米管0.65份、聚丙烯纤维1.2份、二甲基乙酰胺65份、抗菌剂1.5份、抗氧剂1.6份。
[0007]优选地，所述抗菌剂按照以下工艺进行制备:将N-(4_羟基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺加入二甲基甲酰胺中搅拌均匀，升温至65-75°C，通氮气，加入2-甲基丙烯酸羟乙酯水溶液、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯水溶液和偶氮二异丁腈水溶液，在70-85°C下反应10-20h，反应结束后得到所述抗菌剂。
[0008]优选地，在抗菌剂的制备过程中，N-(4_羟基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、2-甲基丙烯酸羟乙酯、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯的摩尔比为2-4:3-7:2-6。
[0009]优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂3114、抗氧剂168中的一种或者多种的混合物。
[0010]本发明所述改性聚丙烯腈超滤膜可以按照常规的聚丙烯腈超滤膜制备工艺制备
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[0011]本发明改性聚丙烯腈超滤膜的原料中，以聚丙烯腈为主料，并加入了醋酸纤维素对其进行改性，提高了超滤膜的亲水性，改善了其抗污性能，丙烯腈-衣康酸共聚物加入体系中具有增容作用，改善了体系中无机组分与聚合物以及聚合物与聚合物之间的相容性，同时提高了超滤膜的热稳定性;氯化锂、氯化钙按本发明中的比例加入体系中，提高了聚合物在二甲基乙酰胺中的溶解性，使所得膜的截留率上升，同时降低了膜液的黏度，提高了膜的纯水通量，克服了氯化锂单纯存在时膜的纯水通量下降的缺陷；多壁碳纳米管加入体系中，与纳米氧化锌和可膨胀石墨具有协同作用，显著提高了超滤膜的水分离性能，使膜的水通量提高到了 437L/m2h以上，同时提高了超滤膜的通量恢复能力;聚丙烯纤维加入体系中，显著提高了超滤膜的拉伸强度，同时赋予超滤膜优异的热稳定性，与抗菌剂配合后赋予超滤膜优异的抗菌性能;在优选方式中，在抗菌剂的制备过程中，以N-(4-羟基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、2-甲基丙烯酸羟乙酯、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯为原料，通过控制反应的参数，使N-(4-羟基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、2-甲基丙烯酸羟乙酯、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯发生了聚合反应，从而将N-(4-羟基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、2-甲基丙烯酸羟乙酯、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯三者的性质结合为一体，加入体系中在体系中分散均匀，与纳米氧化锌配合后，使超滤膜形成的指状孔贯通性好，能延伸至膜底部，赋予超滤膜优异的稳定膜通量，截留率为89.3%以上，同时提高了膜的亲水性，另外赋予超滤膜优异的抑菌性，其抑菌率高达96.6%以上，同时其清洗后膜通量恢复率较高，在99.1 %以上，抗污性能优异。
【具体实施方式】
[0012]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0013]实施例1
[0014]本发明提出的一种改性聚丙烯腈超滤膜，其原料按重量份包括:聚丙烯腈50份、醋酸纤维素3份、丙烯腈-衣康酸共聚物1.5份、聚乙二醇5份、聚乙烯醇10份、氯化锂0.1份、氯化钙1.5份、纳米氧化锌0.1份、可膨胀石墨1.5份、多壁碳纳米管0.2份、聚丙烯纤维2份、二甲基乙酰胺50份、抗菌剂2份、抗氧剂I份。
[0015]实施例2
[0016]本发明提出的一种改性聚丙烯腈超滤膜，其原料按重量份包括:聚丙烯腈40份、醋酸纤维素15份、丙烯腈-衣康酸共聚物0.3份、聚乙二醇10份、聚乙烯醇2份、氯化锂2份、氯化钙0.2份、纳米氧化锌0.8份、可膨胀石墨0.2份、多壁碳纳米管I份、聚丙烯纤维0.3份、二甲基乙酰胺75份、抗菌剂I份、抗氧剂2份。
[0017]实施例3
[0018]本发明提出的一种改性聚丙烯腈超滤膜，其原料按重量份包括:聚丙烯腈48份、醋酸纤维素6.5份、丙烯腈-衣康酸共聚物1.2份、聚乙二醇6.5份、聚乙烯醇6.5份、氯化锂0.8份、氯化钙1.2份、纳米氧化锌0.35份、可膨胀石墨1.0份、多壁碳纳米管0.5份、聚丙烯纤维1.6份、二甲基乙酰胺60份、抗菌剂1.7份、抗氧剂11 0.3份、抗氧剂3114 I份、抗氧剂168
0.2 份；
[0019]其中，所述抗菌剂按照以下工艺进行制备:将N-(4-羟基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺加入二甲基甲酰胺中搅拌均匀，升温至65°C，通氮气，加入2-甲基丙烯酸羟乙酯水溶液、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯水溶液和偶氮二异丁腈水溶液，其中，N-(4-羟基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、2-甲基丙烯酸羟乙酯、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯的摩尔比为2:7:6，在85 °C下反应1h，反应结束后得到所述抗菌剂。
[0020]实施例4
[0021]本发明提出的一种改性聚丙烯腈超滤膜，其原料按重量份包括:聚丙烯腈45份、醋酸纤维素10份、丙烯腈-衣康酸共聚物0.5份、聚乙二醇8份、聚乙烯醇5份、氯化锂1.3份、氯化钙0.8份、纳米氧化锌0.5份、可膨胀石墨0.7份、多壁碳纳米管0.8份、聚丙烯纤维I份、二甲基乙酰胺70份、抗菌剂1.3份、抗氧剂1010 I份、抗氧剂3114 0.8份；
[0022]其中，所述抗菌剂按照以下工艺进行制备:将N-(4_羟基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺加入二甲基甲酰胺中搅拌均匀，升温至75°C，通氮气，加入2-甲基丙烯酸羟乙酯水溶液、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯水溶液和偶氮二异丁腈水溶液，其中，N-(4-羟基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、2-甲基丙烯酸羟乙酯、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯的摩尔比为4:3:2，在70 0C下反应20h，反应结束后得到所述抗菌剂。
[0023]实施例5
[0024]本发明提出的一种改性聚丙烯腈超滤膜，其原料按重量份包括:聚丙烯腈47份、醋酸纤维素8份、丙烯腈-衣康酸共聚物I份、聚乙二醇7份、聚乙烯醇6份、氯化锂I份、氯化钙I份、纳米氧化锌0.4份、可膨胀石墨0.85份、多壁碳纳米管0.65份、聚丙烯纤维1.2份、二甲基乙酰胺65份、抗菌剂1.5份、抗氧剂168 1.6份；
[0025]其中，所述抗菌剂按照以下工艺进行制备:将N-(4_羟基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺加入二甲基甲酰胺中搅拌均匀，升温至70°C，通氮气，加入2-甲基丙烯酸羟乙酯水溶液、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯水溶液和偶氮二异丁腈水溶液，其中，N-(4-羟基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、2-甲基丙烯酸羟乙酯、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯的摩尔比为3:5:4，在80 °C下反应15h，反应结束后得到所述抗菌剂。
[0026]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种改性聚丙烯腈超滤膜，其特征在于，其原料按重量份包括:聚丙烯腈40-50份、醋酸纤维素3-15份、丙烯腈-衣康酸共聚物0.3-1.5份、聚乙二醇5-10份、聚乙烯醇2-10份、氯化锂0.1-2份、氯化钙0.2-1.5份、纳米氧化锌0.1-0.8份、可膨胀石墨0.2_1.5份、多壁碳纳米管0.2-1份、聚丙烯纤维0.3-2份、二甲基乙酰胺50-75份、抗菌剂1-2份、抗氧剂1-2份。2.根据权利要求1所述改性聚丙烯腈超滤膜，其特征在于，其原料按重量份包括:聚丙烯腈45-48份、醋酸纤维素6.5-10份、丙烯腈-衣康酸共聚物0.5-1.2份、聚乙二醇6.5-8份、聚乙烯醇5-6.5份、氯化锂0.8-1.3份、氯化钙0.8-1.2份、纳米氧化锌0.35-0.5份、可膨胀石墨0.7-1.0份、多壁碳纳米管0.5-0.8份、聚丙烯纤维1-1.6份、二甲基乙酰胺60-70份、抗菌剂I.3-1.7份、抗氧剂I.5-1.8份。3.根据权利要求1或2所述改性聚丙烯腈超滤膜，其特征在于，其原料按重量份包括:聚丙烯腈47份、醋酸纤维素8份、丙烯腈-衣康酸共聚物I份、聚乙二醇7份、聚乙烯醇6份、氯化锂I份、氯化钙I份、纳米氧化锌0.4份、可膨胀石墨0.85份、多壁碳纳米管0.65份、聚丙烯纤维1.2份、二甲基乙酰胺65份、抗菌剂1.5份、抗氧剂1.6份。4.根据权利要求1-3中任一项所述改性聚丙烯腈超滤膜，其特征在于，所述抗菌剂按照以下工艺进行制备:将N-(4-羟基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺加入二甲基甲酰胺中搅拌均匀，升温至65-75°C，通氮气，加入2-甲基丙烯酸羟乙酯水溶液、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯水溶液和偶氮二异丁腈水溶液，在70-85 °C下反应10_20h，反应结束后得到所述抗菌剂。5.根据权利要求4所述改性聚丙烯腈超滤膜，其特征在于，在抗菌剂的制备过程中，N-(4-羟基-3-甲氧基苯甲基)丙烯酰胺、2-甲基丙烯酸羟乙酯、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯的摩尔比为2-4:3-7:2-6。6.根据权利要求1-5中任一项所述改性聚丙烯腈超滤膜，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂11、抗氧剂3114、抗氧剂168中的一种或者多种的混合物。
【文档编号】B01D69/02GK105879712SQ201610430327
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】魏松
【申请人】安庆市天虹新型材料科技有限公司