一种抗菌聚偏氟乙烯水处理膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种抗菌聚偏氟乙烯水处理膜及其制备方法，涉及高分子膜技术领域；按照重量分数计，抗菌聚偏氟乙烯水处理膜包括如下组分：聚偏氟乙烯20

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌聚偏氟乙烯水处理膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子膜
，尤其涉及一种抗菌聚偏氟乙烯水处理膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着对污水治理、饮水质量等要求的提高，水处理膜材料已成为影响水资源处理的重要因素；目前水处理膜材料主要以聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚偏氟乙烯等有机聚合物膜为主，这些常用的有机聚合物膜材料用于水处理膜时，各具优势，其中聚偏氟乙烯是最常用的有机聚合物膜之一；为进一步提高水处理膜的综合性能，利用优势互补，通过在聚偏氟乙烯中引入适量的聚芳硫醚砜共混制备的共混膜引起了广泛的关注。
[0003]基于水处理膜的使用环境，在使用过程中易于因细菌滋生而导致堵孔，影响使用寿命；目前水处理膜通常通过添加无机抗菌剂的方式来赋予水处理膜抗菌性能；但是对于聚偏氟乙烯与聚芳硫醚砜共混制备的共混膜而言，由于聚偏氟乙烯与聚芳硫醚砜的溶解度参数相差较大，二者共混后本身就存在相容性差的问题，如果在体系中再添加无机抗菌剂，会导致二者相容性的进一步变差，从而导致水处理膜的力学性能下降。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：为了解决现有技术中在水处理膜中添加无机抗菌剂导致水处理膜力学性能下降的问题，本专利技术提供一种抗菌聚偏氟乙烯水处理膜，该水处理膜通过引入同时含苯并咪唑、砜基结构与氨基的有机抗菌剂，使得该抗菌剂在保证抗菌效果的同时，提高基体材料的相容性，从而提高水处理膜的力学性能，解决了现有技术中在水处理膜中添加无机抗菌剂导致水处理膜力学性能下降的问题。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种抗菌聚偏氟乙烯水处理膜，按照重量分数计，包括如下组分：
[0007][0008]其中所述有机抗菌剂的分子结构中同时含有苯并咪唑结构、砜基结构与氨基。
[0009]可选地，所述有机抗菌剂按照如下方法制备：
[0010]S01：于氮气气氛下，将4
‑
溴苯磺酰氯、苯并咪唑、三乙胺溶于乙酸乙酯中，15
‑
25℃下搅拌2
‑
6h；反应结束后，分别用盐酸溶液、去离子水洗涤，分液，取有机层，用无水硫酸钠
干燥，过滤，将滤液减压蒸馏，60℃下真空干燥8h，得到中间产物I；
[0011]S02：在反应釜中加入邻二甲苯，搅拌，通氮气，再加入4
‑
烯丙氧基
‑
4'
‑
羟基二苯砜、氢氧化钠，于80
‑
100℃加热2
‑
3h，继续加热回流至分水器分出水为恒重，降至室温，加入二甲亚砜、所述中间产物I，升温至140
‑
160℃下搅拌4
‑
8h，然后降至110℃，停止通气，过滤，取滤液，分别用盐酸溶液、去离子水洗涤，分液，取有机层，用无水硫酸钠干燥，过滤，将滤液减压蒸馏，60℃下真空干燥8h，得到中间产物II；
[0012]S03：将所述中间产物II、4
‑
氨基丁烷
‑1‑
硫醇、光引发剂溶于二氯甲烷，置于UV灯下辐射5
‑
120min后，撤去UV灯，注入去离子水，振荡，分液，取有机相，干燥，过滤，将滤液减压蒸馏，60℃下真空干燥8h，得到有机抗菌剂。
[0013]可选地，步骤S01中4
‑
溴苯磺酰氯、苯并咪唑、三乙胺的用量比为1mol：1mol：1.4mol。
[0014]可选地，步骤S02中邻二甲苯、4
‑
烯丙氧基
‑
4'
‑
羟基二苯砜、氢氧化钠、二甲亚砜、中间产物I的用量比为600mL：0.5mol：0.6mol：500mL：0.5mol。
[0015]可选地，步骤S03中中间产物II、4
‑
氨基丁烷
‑1‑
硫醇、二氯甲烷的用量比为0.5mol：0.55
‑
0.60mol：400mL。
[0016]可选地，步骤S03中的光引发剂选自1173、184、2959、TPO、BP中的至少一种。
[0017]可选地，光引发剂的用量为步骤S03中反应物总质量的3％以下。
[0018]可选地，步骤S03中UV灯辐照光强为200
‑
600mJ/cm2。
[0019]本专利技术的另一目的在于提供一种如上所述的抗菌聚偏氟乙烯水处理膜的制备方法，包括如下步骤：
[0020]S1：将聚偏氟乙烯、有机抗菌剂按配比加入到去离子水中，搅拌，升温至90
‑
100℃，反应12
‑
14h后，过滤，取不溶物在60
‑
90℃条件下干燥，获得改性聚偏氟乙烯树脂；将改性聚偏氟乙烯树脂、聚芳硫醚砜、PEG、二甲基乙酰胺按配比加入到配料釜中，在150℃下搅拌10h，转速200rpm，将溶解后的高分子溶液降至室温，60℃下真空干燥8h，破碎，待用；
[0021]S2：将S1中的产物置于双螺杆挤出机中，在温度150
‑
190℃、转速120
‑
150rpm下熔融共混、经口模挤出，依次经过滤器和纺丝泵，以高压氮气作为压力源，从喷丝板中挤出形成中空纤维膜；
[0022]S3：将S2中的中空纤维膜经水洗、醇洗后，室温下晾干，得到抗菌聚偏氟乙烯水处理膜。
[0023]可选地，所述挤出机的各区温度参数为150
‑
170℃、150
‑
170℃、160
‑
180℃、170
‑
180℃、170
‑
190℃、180
‑
190℃、180
‑
190℃；喷丝板参数为内径4.0mm，外径4.5mm；氮气压力为0.1MPa。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025]本专利技术提供的抗菌聚偏氟乙烯水处理膜，引入分子结构中同时含有苯并咪唑、砜基结构与氨基的有机抗菌剂，通过苯丙咪唑结构可有效提高水处理膜的抗菌性，增加水通量，同时，一方面，该有机抗菌剂分子结构中一端的氨基与聚偏氟乙烯锚定，另一方面有机抗菌剂分子结构中的砜基结构，根据相似相容原理，可有效与聚砜相相容，从而有助于使基体材料形成均相结构，进而能够在提高水处理膜抗菌性的同时，提高基体材料的相容性，提高水处理膜的强度，延长水处理膜的使用寿命。
具体实施方式
[0026]现在对本专利技术作进一步详细的说明。下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制，基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]为解决现有技术在水处理膜中添加无机抗菌剂导致水处理膜力学性能下降的问题，本专利技术提供一种抗菌聚偏氟乙烯水处理膜，按照重量分数计，包括如下组分：
[0028][0029]其中有机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌聚偏氟乙烯水处理膜，其特征在于，按照重量分数计，包括如下组分：其中所述有机抗菌剂的分子结构中同时含有苯并咪唑结构、砜基结构与氨基。2.如权利要求1所述的抗菌聚偏氟乙烯水处理膜，其特征在于，所述有机抗菌剂按照如下方法制备：S01：于氮气气氛下，将4
‑
溴苯磺酰氯、苯并咪唑、三乙胺溶于乙酸乙酯中，15
‑
25℃下搅拌2
‑
6h；反应结束后，分别用盐酸溶液、去离子水洗涤，分液，取有机层，用无水硫酸钠干燥，过滤，将滤液减压蒸馏，60℃下真空干燥8h，得到中间产物I；S02：在反应釜中加入邻二甲苯，搅拌，通氮气，再加入4
‑
烯丙氧基
‑
4'
‑
羟基二苯砜、氢氧化钠，于80
‑
100℃加热2
‑
3h，继续加热回流至分水器分出水为恒重，降至室温，加入二甲亚砜、所述中间产物I，升温至140
‑
160℃下搅拌4
‑
8h，然后降至110℃，停止通气，过滤，取滤液，分别用盐酸溶液、去离子水洗涤，分液，取有机层，用无水硫酸钠干燥干燥，过滤，将滤液减压蒸馏，60℃下真空干燥8h，得到中间产物II；S03：将所述中间产物II、4
‑
氨基丁烷
‑1‑
硫醇、光引发剂溶于二氯甲烷，置于UV灯下辐射5
‑
120min后，撤去UV灯，注入去离子水，振荡，分液，取有机相，干燥，过滤，将滤液减压蒸馏，60℃下真空干燥8h，得到有机抗菌剂。3.如权利要求2所述的抗菌聚偏氟乙烯水处理膜，其特征在于，步骤S01中4
‑
溴苯磺酰氯、苯并咪唑、三乙胺的用量比为1mol：1mol：1.4mol。4.如权利要求2所述的抗菌聚偏氟乙烯水处理膜，其特征在于，步骤S02中邻二甲苯、4
‑
烯丙氧基
‑
4'
‑
羟基二苯砜、氢氧化钠、二甲亚砜、中间产物I的用量比为600mL：0.5mol：0.6mol：500mL：0.5mol。5.如权利要求2所述的抗菌聚偏氟乙烯水处理膜，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莹雪，刘巧云，纪振，李娟红，邓玉营，张海燕，秦海芳，杨怡，陈欣，陶慧，陈泓妤，丁宝成，戚海鹏，
申请(专利权)人：常州工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：