一种高效抗菌超滤膜及其制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种超滤膜制备工艺，具体设及一种高效抗菌超滤膜及其制备工艺。
【背景技术】
[0002] 膜分离技术凭借其能耗低、分离效率高、操作简便等优点，广泛应用于食品、医药、 冶金、化工、环保及能源等领域，并取得了长足的发展。现有超滤膜技术是由21世纪发展起 来的新型膜分离技术，能够截留家庭饮用水中的泥沙、胶体、铁诱、微生物及大分子蛋白质 等物质，由于超滤膜本身不具备杀菌功能，当过滤水容量达到一定体积时，细菌富集在超滤 膜表面及孔位内，处理水过程中，容易造成水体二次污染，影响终端净水安全。
[0003] 目前解决超滤膜污染主要的解决办法是在处理水中定期加入氧化剂，如次氯酸、 臭氧等物质，对超滤膜进行杀菌处理，运一过程耗费大量的人力物力财力，同时易对水体引 入二次污染物，不满足环境友好。超滤膜污染最优解决方案是将抗菌材料引入超滤膜铸膜 液中，采用相转化成膜法，制备出具有抗菌性能的超滤膜。无机抗菌剂对细菌具有较好的杀 菌效果，但对于真菌及藻类去除效果不明显，有机抗菌剂能够有效的杀死水中的真菌、藻 类，但部分有机抗菌剂在过水时易流失，不易于固定。因此，寻找合适的抗菌剂或者找到将 抗菌剂稳定的固定于膜表面的方法是解决运一问题的关键。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的是现有超滤膜易污染，杀菌效果较差，且有机抗菌剂不易固定 的问题。
[0005] 为解决上述问题，本发明提供了一种高效抗菌超滤膜的制备工艺，其特征在于，采 用溶液相转化法，将纳米抗菌材料加入到铸膜液中，添加接枝引发剂，将有机抗菌材料接枝 到高分子材料上，制备得到抗菌超滤膜。
[0006] 优选地，具体为:在高速揽拌下，将高分子成膜材料溶于有机溶剂中，加入亲水性 成孔剂、有机抗菌剂、无机抗菌剂、接枝引发剂，在室溫下持续揽拌，得到铸膜液，静置24小 时W上脱泡，采用干喷湿纺法进行纺丝，插入管式喷头挤出铸膜液，利用非溶剂液相分离原 理制备抗菌超滤膜。
[0007] 更优选地，所述铸膜液的组成为:每100份重量铸膜液中含有10-40份重量的高聚 物，2-10份重量的亲水性成孔剂，0.02-5份重量的有机抗菌剂，0.1-5份重量的无机抗菌剂， 0.005-2份质量的接枝引发剂，其余为溶剂。
[000引更优选地，所述高分子成膜材料为聚氯乙締与氯乙締-醋酸乙締共聚物的混合物。
[0009] 更优选地，所述有机溶剂为N，N-二甲基甲酯胺(DMF)、N，N-二甲基乙酷胺(DMAC)和 N-甲基化咯烧酬(NMP)中的至少一种。
[0010] 更优选地，所述亲水性成孔剂为聚合度为400-2000的聚乙二醇(PEG)或聚乙締化 咯烧酬K30。
[0011] 更优选地，所述有机抗菌剂为聚六亚甲基脈粉末。
[0012] 更优选地，所述无机抗菌剂为纳米氧化锋、玻璃载锋和沸石载锋中的任意一种或 几种的混合物。
[0013] 更优选地，所述接枝引发剂为二异丙苯过氧化物(DCP)、过氧化二苯甲酯(BPO)或 两者的混合物。
[0014] 本发明制备的超滤膜具有很强的抗菌能力，在超滤膜过水较长时间后，其抑菌能 力没有明显下降。本发明超滤膜是采用溶液相转化法制备得到的，将纳米抗菌材料加入到 铸膜液中，添加接枝引发剂，将有机抗菌材料接枝到高分子材料上，制备得到抗菌超滤膜。
[0015] 本发明采用了不影响超滤膜自身性能的有机/无机抗菌材料，聚六亚甲基脈是一 种带有正电荷的高分子聚合物粉末，能够与微生物细胞膜发生反应，微溶于水，使用连枝剂 使其与高聚物接枝，更进一步保证其稳定性，不会随使用时间而流失脱落。无机抗菌剂能够 有效抑制细菌在高分子膜材料上繁殖与生长，与有机抗菌剂结合使用，抑菌效果更为显著。
【具体实施方式】
[0016] 为使本发明更明显易懂，兹W优选实施例，作详细说明如下。
[0017]实施例1
[0018] 将200g聚合度为1300的食品级聚氯乙締，70g特征粘数为60ml/g的氯乙締-醋酸乙 締加入到550g二甲基甲酯胺溶液中，揽拌10分钟，使其混合均匀，向其中加入50g聚乙二醇 400,继续揽拌10分钟；然后加入5g聚六亚甲基脈粉末，5g纳米氧化锋，Ig二异丙苯过氧化 物，在220转/分的转速下持续揽拌6小时后，得到纺丝铸膜液。采用干喷湿纺法进行纺丝，插 入管式喷头挤出铸膜液，利用非溶剂液相分离原理制备抗菌超滤膜。
[0019] 实施例2
[0020] 将300g聚合度为700的食品级聚氯乙締，30g特征粘数为80ml/g的氯乙締-醋酸乙 締加入到550g二甲基甲酯胺和50gN-甲基化咯烧酬溶液中，揽拌10分钟，使其混合均匀，向 其中加入30g聚乙二醇2000和IOg聚乙締化咯烧酬K30,继续揽拌10分钟；然后加入IOg聚六 亚甲基脈粉末，〇.5g二异丙苯过氧化物和0.5g过氧化二苯甲酯，在220转/分的转速下持续 揽拌6小时后，得到纺丝铸膜液。采用干喷湿纺法进行纺丝，插入管式喷头挤出铸膜液，利用 非溶剂液相分离原理制备抗菌超滤膜。
[0021] 实施例3
[0022] 将300g聚合度为1800的食品级聚氯乙締，30g特征粘数为70ml/g的氯乙締-醋酸乙 締加入到550g二甲基甲酯胺和50gN-甲基化咯烧酬溶液中，揽拌10分钟，使其混合均匀，向 其中加入30g聚乙二醇2000和IOg聚乙締化咯烧酬K30,继续揽拌10分钟;然后加入5g纳米氧 化锋和5g玻璃载锋，在220转/分的转速下持续揽拌6小时后，得到纺丝铸膜液。采用干喷湿 纺法进行纺丝，插入管式喷头挤出铸膜液，利用非溶剂液相分离原理制备抗菌超滤膜。
[0023] 实施例4
[0024] 将300g聚合度为700的食品级聚氯乙締，30g特征粘数为80ml/g的氯乙締-醋酸乙 締加入到550g二甲基甲酯胺和50gN-甲基化咯烧酬溶液中，揽拌10分钟，使其混合均匀，向 其中加入30g聚乙二醇2000和IOg聚乙締化咯烧酬K30,继续揽拌10分钟；然后加入IOg聚六 亚甲基脈粉末，在220转/分的转速下持续揽拌6小时后，得到纺丝铸膜液。采用干喷湿纺法 进行纺丝，插入管式喷头挤出铸膜液，利用非溶剂液相分离原理制备抗菌超滤膜。
[0025] 实施例1-4制备的超滤膜在压力为0.1 MPa下测其水通量，按照QB/T2591标准测其 抗菌性，通水2个月后测定其长期抗菌性，得到数据如表1所示。
[0026] 表 1
[00%]从表1可W看出，实施例1、实施例2、实施例4的初始抗菌率均达到99% W上，而实 施例3的初始抗菌率为90%，说明有机抗菌剂的抗菌性能优于无机抗菌剂;实施例1与实施 例2的长期抗菌率为99 %，而实施例4的长期抗菌率为60 %，说明接枝引发剂与有机抗菌剂 结合使用能够有效的防止有机抗菌剂随水流流失，增强抗菌超滤膜的抗菌性能。
【主权项】
1. 一种高效抗菌超滤膜的制备工艺，其特征在于，采用溶液相转化法，将纳米抗菌材料 加入到铸膜液中，添加接枝引发剂，将有机抗菌材料接枝到高分子材料上，制备得到抗菌超 滤膜。2. 如权利要求1所述的高效抗菌超滤膜的制备工艺，其特征在于，具体为：在高速搅拌 下，将高分子成膜材料溶于有机溶剂中，加入亲水性成孔剂、有机抗菌剂、无机抗菌剂、接枝 引发剂，在室温下持续搅拌，得到铸膜液，静置24小时以上脱泡，采用干喷湿纺法进行纺丝， 插入管式喷头挤出铸膜液，利用非溶剂液相分离原理制备抗菌超滤膜。3. 如权利要求2所述的高效抗菌超滤膜的制备工艺，其特征在于，所述铸膜液的组成 为:每100份重量铸膜液中含有10-40份重量的高聚物，2-10份重量的亲水性成孔剂，0.02-5 份重量的有机抗菌剂，〇. 1-5份重量的无机抗菌剂，0.005-2份质量的接枝引发剂，其余为溶 剂。4. 如权利要求2所述的高效抗菌超滤膜的制备工艺，其特征在于，所述高分子成膜材料 为聚氯乙烯与氯乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物。5. 如权利要求2所述的高效抗菌超滤膜的制备工艺，其特征在于，所述有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。6. 如权利要求2所述的高效抗菌超滤膜的制备工艺，其特征在于，所述亲水性成孔剂为 聚合度为400-2000的聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮K30。7. 如权利要求2所述的高效抗菌超滤膜的制备工艺，其特征在于，所述有机抗菌剂为聚 六亚甲基胍粉末。8. 如权利要求2所述的高效抗菌超滤膜的制备工艺，其特征在于，所述无机抗菌剂为纳 米氧化锌、玻璃载锌和沸石载锌中的任意一种或几种的混合物。9. 如权利要求2所述的高效抗菌超滤膜的制备工艺，其特征在于，所述接枝引发剂为二 异丙苯过氧化物、过氧化二苯甲酰或两者的混合物。10. -种采用权利要求1 - 9任意一项所述的高效抗菌超滤膜的制备工艺制备的高效抗 菌超滤膜。
【专利摘要】本发明公开了一种高效抗菌超滤膜及其制备工艺。所述制备工艺采用溶液相转化法，将纳米抗菌材料加入到铸膜液中，添加接枝引发剂，将有机抗菌材料接枝到高分子材料上，制备得到抗菌超滤膜。本发明采用了不影响超滤膜自身性能的有机/无机抗菌材料，聚六亚甲基胍是一种带有正电荷的高分子聚合物粉末，能够与微生物细胞膜发生反应，微溶于水，使用连枝剂使其与高聚物接枝，更进一步保证其稳定性，不会随使用时间而流失脱落。无机抗菌剂能够有效抑制细菌在高分子膜材料上繁殖与生长，与有机抗菌剂结合使用，抑菌效果更为显著。
【IPC分类】B01D71/26, B01D67/00, B01D71/78, B01D71/30, B01D69/02
【公开号】CN105642134
【申请号】
【发明人】张晓姮, 李剑
【申请人】伊美特(上海)环保科技有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年4月13日