本发明专利技术提供了一种疏水分离膜表面接枝超支化PEG改善其抗污性能的方法，其特征在于，具体步骤包括：步骤1：将疏水分离膜置于等离子体处理装置中进行等离子体放电处理；步骤2：将放电处理后的疏水分离膜采用“Grafting from”或“Grafting to”方法表面接枝超支化PEG。本发明专利技术通过等离子体放电处理，使膜表面产生羟基等活性基团位点再利用PEG和TMC高活性官能团的定向反应，实现膜表面有效化学接枝。改性PVDF膜的表面接触角下降到70°以下，显著提升疏水分离膜的抗污染性能。
【技术实现步骤摘要】
一种疏水分离膜表面接枝超支化PEG改善其抗污性能的方法
本专利技术属于分离膜表面改性领域。具体涉及一种利用亲水抗污的PEG分子表面改性疏水分离膜，提升其抗污染性能的方法。
技术介绍
PEG是一种线性水溶性高分子化合物，具有低毒性和良好的生物相容性，并且现阶段被认为是抗污效果最好的材料之一。线性非离子型的PEG主链通过氢键等相互作用，可在分子链周围形成水化层，并且其线性结构使其分子链具有极好的柔顺性和移动能力，有效的扩大了水化层的作用范围，能够有效的抑制蛋白质分子等污染物在材料表面的吸附聚集，另外各类PEG衍生物同样具备其优异的抗污效果，对此科研工作者已进行了大量的研究，力图将PEG的抗污效果付诸于实际应用。现阶段的商用分离膜，其中疏水性分离膜数量众多，是因为疏水性分离膜具有更好的化学稳定性、热稳定性、优异的力学性能和可加工性。但其较低的表面能在实际分离应用中不可避免的存在着膜污染的问题，各类污染物主要通过疏水作用吸附到分离膜表面，堵塞膜孔，造成分离膜分离效率下降和使用寿命缩短，增加了其运营成本。从膜材料根本上提升其抗污性能是现阶段分离膜领域的研究热点，膜表面亲水性、粗糙度、荷电性能都将对其抗污效果产生显著影响。提升疏水性分离膜表面的亲水性被认为是提升其抗污性能最直接有效的方法，亲水性的提升有利于膜与料液之间界面水化层的形成，促使料液中的水分子优先吸附到表面并透过，将各类疏水的污染物大分子排开，提升其抗污染吸附的能力。如何将PEG类抗污材料应用于疏水分离膜的抗污性能，现阶段主要通过表面接枝PEG及其衍生类聚合物，以及共混包含PEG链的两亲类聚合物，表面接枝方法步骤繁复，反应条件要求较高，尤其是疏水性分离膜表面接枝位点的产生较为困难。共混法则存在改性效果有限的问题，效果提升不明显。本专利技术通过利用表面等离子体处理技术和高活性官能团定向反应的方法，通过Graftingfrom和Graftingto反应模式，将PEG接枝到疏水分离膜表面，方法简单易实现，适宜进行规模化量产。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种疏水性分离膜表面接枝超支化PEG改善其抗污染性能的简单方法，通过等离子体处理和高活性官能团之间的定向反应，实现膜表面接枝PEG抗污链段。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种疏水分离膜表面接枝超支化PEG改善其抗污性能的方法，其特征在于，具体步骤包括：步骤1：将疏水分离膜置于等离子体处理装置中进行等离子体放电处理；步骤2：将放电处理后的疏水分离膜采用“Graftingfrom”或“Graftingto”方法表面接枝超支化PEG，其中，所述的“Graftingfrom”的具体步骤包括：步骤2.1：将疏水性分离膜先后置于TMC溶液和PEG溶液中进行反应；步骤2.2：重复进行步骤2.1至少一次，并用去离子水清洗待用；所述的“Graftingto”方法的具体步骤包括：将疏水性分离膜置于预先制备的端酰氯基的超支化PEG溶液中，直接进行接枝反应，使用去离子水清洗待用。优选地，所述的疏水分离膜为平板膜或者中空膜。优选地，所述的疏水分离膜为聚丙烯(PP)、聚醚砜(PES)、聚砜(PSF)、聚偏氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯(PTFE)膜。优选地，所述的等离子体处理装置为常压或低压等离子体处理装置，等离子体放电处理的功率为50-500W，处理时间30-300s，处理气氛为空气、氧气、氩气或氦气。优选地，所述的步骤2.1中，TMC溶液的质量分数为0.1％-1％，溶剂为正己烷，PEG的分子量为400-20000，PEG溶液的质量分数为1％-5％，溶剂为二氯甲烷。优选地，所述的端酰氯基的超支化PEG溶液的制备方法为：将TMC和PEG按照摩尔比1∶1.077共混于二氯甲烷溶剂中，得到端酰氯基的超支化PEG溶液，其中，PEG的数均分子量为400-4000。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过等离子体放电处理，使膜表面产生羟基等活性基团位点再利用PEG和TMC高活性官能团的定向反应，实现膜表面有效化学接枝。改性PVDF膜的表面接触角下降到70°以下，显著提升疏水分离膜的抗污染性能。具体实施方式下面结合具体实例，详细阐述说明本专利技术，应该理解，这些实例可用来说明本专利技术但不局限于本专利技术的范围。实施例1一种疏水分离膜表面接枝超支化PEG改善其抗污性能的方法，具体步骤为：步骤1：将裁剪好的10×10cm2的PVDF平板膜置于冷等离子体表面处理仪中，在100W功率的氧气气氛中进行等离子体放电处理100s。步骤2：将放电处理后的膜采用“Graftingfrom”方法表面接枝超支化PEG，所述的“Graftingfrom”的具体步骤为：步骤2.1：将膜浸泡在质量分数为0.5％的TMC的正己烷溶液中充分反应10分钟，取出并迅速浸泡于5％的PEG400的二氯甲烷溶液中充分反应10分钟；步骤2.2：重复进行步骤2.14次，基于羟基和酰氯键的定向反应，得到表面接枝超支化PEG的改性PVDF膜，并用去离子水清洗待用；实施例2一种疏水分离膜表面接枝超支化PEG改善其抗污性能的方法，具体步骤为：步骤1：将裁剪好的10×10cm2的PVDF平板膜置于冷等离子体表面处理仪中，在100W功率的氧气气氛中进行等离子体放电处理100s。步骤2：将放电处理后的膜采用“Graftingto”方法表面接枝超支化PEG，所述的“Graftingto”方法的具体步骤为：步骤2.1：将3.5gPEG1000和1gTMC共混于100ml二氯甲烷溶剂中，得到端酰氯基的超支化PEG溶液；步骤2.2：将放电处理后的膜置于端酰氯基的超支化PEG溶液中，直接进行接枝反应1小时，使用去离子水清洗待用。实施例3一种疏水分离膜表面接枝超支化PEG改善其抗污性能的方法，具体步骤为：步骤1：将裁剪好的10×10cm2的PTFE平板膜置于常压介质阻挡放电等离子体处理装置中，在500W功率的空气气氛中进行等离子体放电处理30s。步骤2：将放电处理后的膜采用“Graftingfrom”方法表面接枝超支化PEG，所述的“Graftingfrom”的具体步骤为：步骤2.1：将膜浸泡在质量分数为1％的TMC的正己烷溶液中充分反应10分钟，取出并迅速浸泡于5％的PEG4000的二氯甲烷溶液中充分反应20分钟；步骤2.2：重复进行步骤2.15次，基于羟基和酰氯键的定向反应，得到表面接枝超支化PEG的改性PVDF膜，并用去离子水清洗待用；实施例4一种疏水分离膜表面接枝超支化PEG改善其抗污性能的方法，具体步骤为：步骤1：将裁剪好的10×10cm2的PTFE平板膜置于常压介质阻挡放电等离子体处理装置中，在500W功率的空气气氛中进行等离子体放电处理30s。步骤2：将放电处理后的膜采用“Graftingto”方法表面接枝超支化PEG，所述的“Graftingto”方法的具体步骤为：步骤2.1：将1.4gPEG400和1gTMC共混于100ml二氯甲烷溶剂中，得到端酰氯基的超支化PEG溶液；步骤2.2：将放电处理后的膜置于端酰氯基的超支化PEG溶液中，直接进行接枝反应1小时，使用去离子水清洗待用。实施例5一种疏水分离膜表面接枝超支化PEG改善其抗污性能的方法，具体步骤为：步骤1：将裁剪好的10×10cm2的PES平板膜本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种疏水分离膜表面接枝超支化PEG改善其抗污性能的方法，其特征在于，具体步骤包括：步骤1：将疏水分离膜置于等离子体处理装置中进行等离子体放电处理；步骤2：将放电处理后的疏水分离膜采用“Grafting from”或“Grafting to”方法表面接枝超支化PEG，其中，所述的“Grafting from”的具体步骤包括：步骤2.1：将疏水性分离膜先后置于TMC溶液和PEG溶液中进行反应；步骤2.2：重复进行步骤2.1至少一次，并用去离子水清洗待用；所述的“Grafting to”方法的具体步骤包括：将疏水性分离膜置于预先制备的端酰氯基的超支化PEG溶液中，直接进行接枝反应，使用去离子水清洗待用。
【技术特征摘要】
1.一种疏水分离膜表面接枝超支化PEG改善其抗污性能的方法，其特征在于，具体步骤包括：步骤1：将疏水分离膜置于等离子体处理装置中进行等离子体放电处理；步骤2：将放电处理后的疏水分离膜采用“Graftingfrom”或“Graftingto”方法表面接枝超支化PEG，其中，所述的“Graftingfrom”的具体步骤包括：步骤2.1：将疏水性分离膜先后置于TMC溶液和PEG溶液中进行反应，所述的TMC溶液的质量分数为0.1%-1%，溶剂为正己烷，PEG的分子量为400-20000，PEG溶液的质量分数为1%-5%，溶剂为二氯甲烷；步骤2.2：重复进行步骤2.1至少一次，并用去离子水清洗待用；所述的“Graftingto”方法的具体步骤包括：将疏水性分离膜置于预先制备的端酰氯基的超支化PEG溶液中，直接进行接枝...
【专利技术属性】
技术研发人员：何春菊，赵新振，马博谋，秦爱文，刘大朋，李翔，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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