[发明专利]一种高效抗菌超滤膜及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种超滤膜制备工艺，具体涉及一种高效抗菌超滤膜及其制备工 艺。

背景技术

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、 铁锈、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。

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，这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 面的方法是解决这一问题的关键。

发明内容

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。

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。

优选地，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。

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。

更优选地，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。

更优选地，所述有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺 (DMAC)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的至少一种。

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 聚乙烯吡咯烷酮K30。

更优选地，所述有机抗菌剂为聚六亚甲基胍粉末。

更优选地，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。

更优选地，所述接枝引发剂为二异丙苯过氧化物(DCP)、过氧化二苯甲酰 (BPO)或两者的混合物。

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。

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。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。

实施例1

将200g聚合度为1300的食品级聚氯乙烯，70g特征粘数为60ml/g的氯乙烯 -醋酸乙烯加入到550g二甲基甲酰胺溶液中，搅拌10分钟，使其混合均匀，向 其中加入50g聚乙二醇400，继续搅拌10分钟；然后加入5g聚六亚甲基胍粉末， 5g纳米氧化锌，1g二异丙苯过氧化物，在220转/分的转速下持续搅拌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。

实施例2