动态法进行膜表面光接枝制造技术

本发明专利技术是用动态的方法对膜表面进行光接枝改性，把引发剂单独或引发剂与单体的混合物放在紫外光下照射，使引发剂产生自由基，再把引发剂或引发剂与单体的混合物用泵或气压或在抽吸作用下输送到膜表面，使其穿过膜，在此过程中进行光接枝反应，在引发剂单独输送的情况下，输送引发剂后，洗去残余引发剂，再输送单体，由两步完成光接枝反应。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及膜表面光接枝方法，特别是采用动态的方法进行表面光接枝，即在泵或气压下或抽吸作用下，让引发剂、单体等同时或相继渗透、穿流过膜，在此过程中完成光接枝反应。目前紫外光接枝技术在分离膜方面的主要工作有1)酶、吸附剂、催化剂等在膜表面的固定化；2)制备具有记忆功能的分离膜；3)制备由环境条件控制性能的分离膜；上述工作存在两大缺憾1)所有的紫外表面光接枝都是在紫外光可照见的部分进行，而紫外光照不到的部分，如中空纤维内部、内压管式膜内部、卷式膜内部的膜及膜的分离孔内部的接枝问题，用上述方法无法解决。2)静态目前所有的研究工作都是由紫外光照射、单体聚合、去除未聚合单体等步骤组成。无论是单体还是引发剂都是与膜相对静止的，在接枝整个过程中没有引发剂、单体等与膜的相对运动，即没有引发剂与单体渗透、穿流过膜的循环过程。工业上将越来越大规模的应用中空纤维、卷式膜等。生产、生活的需要，要求对光照不到的地方(光盲区)进行表面光接枝改性。本专利技术的任务是提供一种方法，使膜的可见光部分和不见光部分都能够进行表面光接枝。本专利技术是以如下方式完成的把引发剂单独或引发剂与单体的混合物放在紫外光下照射，使引发剂产生自由基，再把引发剂或引发剂与单体的混合物用泵或气压或在抽吸作用下输送到膜表面，使其穿过膜，在此过程中进行光接枝反应，在引发剂单独输送的情况下，输送引发剂后，洗去残余引发剂，再输送单体，由两步完成光接枝反应。本专利技术提供附图4张，其中附图说明图1为紫外光表面光接枝动态气相反应装置图2为二步法紫外光表面光接枝动态气相反应装置图3为紫外光接枝动态液相反应装置图4为二步法紫外光接枝动态液相反应装置以下结合附图对专利技术作进一步描述。实施例一紫外光表面光接枝动态气相反应装置如图1所示，它是由紫外灯、石英玻璃盖板、挡板、反应池密封盖板、密封圈、基质膜、多孔支持板、反应池、反应液槽、反应室、真空装置接口组成。将石英玻璃盖板与反应室间进行密封，在真空装置接口接上抽真空装置。光敏剂既可以涂在基质膜上，又可以与单体混合在反应液槽的溶液中。反应液槽中可以是单体溶液，也可以是光敏剂和单体的混合溶液。加热使反应液槽中的溶液蒸发。当体系受紫外光照射时，光敏剂蒸汽产生自由基，其与溶剂蒸汽与单体蒸汽在抽真空装置的抽吸作用下穿过基质膜，在此过程中光敏剂与膜发生反应产生表面自由基，并继而引发单体在膜表面上的接枝反应。经过一定时间后，调节三通阀门，使反应室与单体气化室连通，加热使单体液槽中的溶液蒸发，单体蒸汽与溶剂蒸汽在抽真空装置的抽吸作用下穿过膜，并与膜上已经存在的表面自由基发生接枝反应。也可以不用三通阀，而用两个两通阀分别接通单体气化室和光敏剂气化室。还可以把光敏剂直接涂到基质膜上，省去光敏剂气化室，只留下单体气化室。另外挡板在此装置中也可省略。将石英玻璃盖板与冲洗腔之间进行密封，在反应液室中通入氮气进行保护，在反应液室上施加温度调节措施。光敏剂可以涂在膜载体上，也可以与单体配成反应液，清洗剂流入口、清洗剂流出口分别接在冲洗泵的两端。通过冲洗剂的流动既可以为反应液透过膜载体提供动力，又可以带走透过膜的反应液来预防均聚。在紫外灯的照射下，光敏剂在膜载体的表面产生自由基，并在反应液的透膜过程中发生动态光接枝反应。也可以将光敏剂、清洗剂和单体分别配成溶液，通过加料管先加入光敏剂溶液，待光敏剂溶液全部透过膜载体后再加入清洗剂溶液，洗去多余的光敏剂，待清洗剂溶液透过膜载体后，再加入单体溶液进行接枝反应。将石英玻璃盖板与光敏剂槽之间进行密封，在各槽中通入氮气进行保护，在各槽和膜组件及之间的管路上都加温度调节措施。光敏剂溶液在紫外灯的照射下，发生反应，产生自由基。关阀门、、、、、，开阀门、、。在泵的作用下，光敏剂自由基溶液由流出口流出，通过膜组件，自由基被转移到膜表面，形成表面自由基，通过膜组件的光敏剂溶液经由流入口回到光敏剂槽中，完成循环。经过一定时间后，关阀门、、、、、，开阀门、、。用清洗液经流出口洗掉多余的光敏剂自由基。清洗液通过膜组件后，经由流入口流回清洗液槽中，完成循环。一定时间后，关阀门、、、、、，开阀门、、，在泵的作用下，单体溶液经由流出口，通过膜组件。单体分子与膜表面的自由基反应，进行光接枝，单体溶液通过膜组件后，经由流入口流回单体液槽中，完成循环。为防止光敏剂、单体和洗涤剂之间的相互混杂，也可以将各槽分隔为两个室，将循环流回液与原槽中液分开。另外从膜组件的管程和壳程的流出液既可以从一个共同的流入口流回原液槽，也可以分别从各自单独的流入口流回原液槽。权利要求1.一种膜表面光接枝方法，其特征是用动态的方法进行表面光接枝，把引发剂单独或引发剂与单体的混合物放在紫外光下照射，使引发剂产生自由基，再把引发剂或引发剂与单体的混合物用泵或气压或在抽吸作用下输送到膜表面，使其穿过膜，在此过程中进行光接枝反应，在引发剂单独输送的情况下，输送引发剂后，洗去残余引发剂，再输送单体，由两步完成光接枝反应。2.按权利要求1规定的方法，其特征是紫外光表面光接枝动态气相反应装置是由紫外灯、石英玻璃盖板、挡板、反应池密封盖板、密封圈、基质膜、多孔支持板、反应池、反应液槽、反应室、真空装置接口组成，将石英玻璃盖板与反应室间进行密封，在真空装置接口接上抽真空装置，光敏剂既可以涂在基质膜上，又可以与单体混合在反应液槽的溶液中，反应液槽中可以是单体溶液，也可以是光敏剂和单体的混合溶液，加热使反应液槽中的溶液蒸发，当体系受紫外光照射时，光敏剂蒸汽产生自由基，其与溶剂蒸汽与单体蒸汽在抽真空装置的抽吸作用下穿过基质膜，在此过程中光敏剂与膜发生反应产生表面自由基，并继而引发单体在膜表面上的接枝反应。3.按权利要求1规定的方法，其特征是二步法紫外光表面光接枝动态气相反应装置是由紫外灯、石英玻璃盖板、挡板、反应池密封盖板、密封圈、基质膜、多孔支持板、反应池、反应室、真空装置接口、光敏剂气化室、光敏剂槽、单体气化室、单体液槽、三通阀门组成，将石英玻璃盖板与反应室间进行密封，在真空装置接口接上抽真空装置，将反应室调到合适的温度，调节三通阀门，使反应室与光敏剂气化室连通，加热使光敏剂槽中的溶液蒸发，当体系受紫外光照射时，光敏剂蒸汽产生的自由基与溶剂蒸汽在抽真空装置的抽吸作用下穿过基质膜，在此过程中光敏剂与膜发生反应产生表面自由基，经过一定时间后，调节三通阀门，使反应室与单体气化室连通，加热使单体液槽中的溶液蒸发，单体蒸汽与溶剂蒸汽在抽真空装置的抽吸作用下穿过膜，并与膜上已经存在的表面自由基发生接枝反应，也可以不用三通阀，而用两个两通阀分别接通单体气化室和光敏剂气化室，还可以把光敏剂直接涂到基质膜上，省去光敏剂气化室，只留下单体气化室，另外挡板在此装置中也可省略。4.按权利要求1规定的方法，其特征是紫外光接枝动态液相反应装置是由紫外灯、石英玻璃盖板、冲洗剂流入口、冲洗剂流出口、氮气通入口、氮气排出口、加料管、冲洗腔、反应液室、膜载体、法兰组成，将石英玻璃盖板与冲洗腔之间进行密封，在反应液室中通入氮气进行保护，在反应液室上安装温度调节装置，光敏剂可以涂在膜载体上，也可以与单体配成反应液，冲洗剂流入口、冲洗剂流出口分别接在冲洗泵的两端，通过冲洗剂的流动为反应液透过膜载体提供动力，带走透过膜的反应液来预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膜表面光接枝方法，其特征是用动态的方法进行表面光接枝，把引发剂单独或引发剂与单体的混合物放在紫外光下照射，使引发剂产生自由基，再把引发剂或引发剂与单体的混合物用泵或气压或在抽吸作用下输送到膜表面，使其穿过膜，在此过程中进行光接枝反应，在引发剂单独输送的情况下，输送引发剂后，洗去残余引发剂，再输送单体，由两步完成光接枝反应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴光夏，刘锴，宋华，钟慧，张绍来，张维钧，张东华，续曙光，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]