[发明专利]一种改性高分子筛网及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性高分子筛网及其制备方法和应用。

背景技术

众所周知，由于自然因素和人为因素，原水里含有各种各样的杂质。从给水处理角度考虑，这些杂质可分为悬浮物、胶体、溶解物三大类。城市水厂净水处理的目的就是去除原水中这些会给人类健康和工业生产带来危害的悬浮物质、胶体物质、细菌及其他有害成分，使净化后的水能满足生活饮用及工业生产的需要。自来水厂采用的常规水处理工艺，包括混合、反应、沉淀、过滤及消毒几个过程。

对细菌的有效去除是保证自来水饮用安全的必要步骤。其中常用的沉淀步骤需要修建大量占地面积大的沉淀池，且处理周期长。在当前城市土地资源日益紧张的情况下，也变相增加了自来水生产的成本，造成了土地资源的浪费。而常规过滤工艺通常以石英砂等有空隙的粒状滤料层通过黏附作用截留水中悬浮颗粒，从而确保充分除去水中细小悬浮杂质、有机物、细菌等，使水澄清，但存在水通量小、易堵塞等缺点。

锦纶、丙纶或涤纶等高分子筛网是一种已得到广泛应用的过滤用工业织物，具有价格低廉，机械强度高，柔性好等优点。高分子筛网的单位面积筛网的孔面积百分数大，水通量高，如能用高分子筛网过滤原水可取代沉降和过滤工艺，简化自来水处理流程，降低成本，提高处理效率。但目前国际上目数最高的为3200目，对应孔径为2微米，如进一步提高目数会导致在筛网制备过程中，纤维间张力过高，导致纤维断裂从而无法得到合格的筛网。因而现有筛网的孔径远大于有效过滤细菌必须的孔径小于0.2微米的要求，难以起到过滤细菌的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服了现有高分子筛网制备中因张力过大、纤维断裂无法得到高目数筛网的缺陷，提供了一种改性高分子筛网及其制备方法和应用。通过预辐射接枝方法对现有高分子筛网进行接枝改性，使得组成筛网的纤维直径膨大，从而缩小孔径，达到去除细菌的要求。本发明的高分子筛网对细菌去除效率为100％，在有效孔面积百分数与未改性筛网相同情况下，具有更高的通量，可用作除菌滤网，不仅能取代常规自来水处理中的沉降、过滤工艺，降低自来水处理成本，增加处理效率，还能过滤空气中细菌，起到净化空气的作用。本发明的改性筛网柔韧性好，可反复使用，有望取代常规微滤膜。

本发明通过下述技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种改性高分子筛网的制备方法，其包括下述步骤：用伽马射线或电子束辐照高分子筛网，在无氧条件下将经辐照的高分子筛网在交联剂的作用下与单体A和单体B进行溶液接枝反应，即可；所述的交联剂为含有两个以上碳-碳双键的丙烯酸酯类交联剂或含有两个以上碳-碳双键的丙烯酰胺类交联剂；所述的单体A为丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺；所述的单体B为丙烯酸和/或甲基丙烯酸；所述高分子筛网的目数在600以上。

其中，所述的高分子筛网可为本领域常规使用的高分子筛网，较佳地为锦纶筛网、丙纶筛网和涤纶筛网中的任一种。所述的高分子筛网较佳地为平纹编织筛网。

其中，所述的交联剂较佳地为N，N-亚甲基双丙烯酰胺或聚乙二醇二丙烯酸酯。所述聚乙二醇二丙烯酸酯较佳地为式1所示化合物：

式1

其中，n较佳地为200-300。所述交联剂在所述溶液中的浓度较佳地为0.02-0.125mol/L。

其中，所述单体A在所述溶液中的浓度为本领域常规浓度，较佳地为1-2mol/L，更佳地为1.5-2mol/L。

其中，所述单体B在所述溶液中的浓度为本领域常规浓度，较佳地为1-2mol/L，更佳地为1.5-2mol/L。

其中，所述单体A和单体B的摩尔比较佳地为0.9∶1-1∶0.9。

其中，所述高分子筛网与所述溶液的重量体积比为1∶40-1∶80g/mL。

所述溶液的溶剂为水和有机溶剂。所述的有机溶剂可为本领域常规使用的各种有机溶剂，较佳地为甲醇、乙醇和异丙醇中的任一种。所述有机溶剂的用量为本领域的常规用量，较佳地为溶液总体积的5-20％，更佳地为10％。

其中，所述的溶液中较佳地还含有阻聚剂。所述的阻聚剂为本领域常规使用的阻聚剂，较佳地为醋酸铜、硫酸铜和硫酸亚铁铵中的任一种。所述阻聚剂在所述溶液中的浓度较佳地为3.5-4.5mmol/L。

其中，所述溶液接枝反应的条件为本领域常规的交联反应条件。所述溶液接枝反应的温度较佳地为65-85℃，更佳地为65-75℃。所述溶液接枝反应的时间较佳地为1-6小时，更佳地为1-3小时。