[发明专利]非溶出型抗菌醋酸纤维素及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种非溶出型抗菌醋酸纤维素及其制备方法和用途，该非溶出型抗菌醋酸纤维素是将醋酸纤维素上部分羟基上的氢被溴乙酰基基团所取代。制备方法为：1)溶解醋酸纤维素；2)在快速搅拌条件下滴加溴乙酰溴，保证反应体系温度维持在0～5℃；3)在20～35℃、快速搅拌条件下完成反应；4)加入去离子水将醋酸纤维素析出，烘干，即得非溶出型抗菌醋酸纤维素。将该非溶出型抗菌醋酸纤维素溶于溶剂，加入非溶剂得到铸膜液，刮膜，固化，得到具有抗菌性的反渗透膜。本申请提供的技术方案在醋酸纤维素上接枝溴代烷基抗菌基团，得到化学稳定性好、抗菌效率高的非溶出型抗菌醋酸纤维素，利用其制得的反渗透膜具有良好的抗菌性能。

技术领域

本发明属于醋酸纤维素改性及应用领域，特别是涉及一种非溶出型抗菌醋酸纤维素及其制备方法和用途。

背景技术

随着人口数量的持续增长和工业化进程的不断加快，由淡水资源短缺引发的全球危机日益突出。近年来，以反渗透过滤膜为代表的膜分离技术在海水脱盐、苦咸水淡化以及废水处理与回收等方面表现出独特的优势。反渗透是渗透分离膜领域中研究最早的一项分离技术，几乎可以截留除水以外的所有物质分子，因而具有无可比拟的技术优势。与其它膜分离技术相比，反渗透膜还具有成本低、耗能少和效率高等特点。

目前，可用于制备反渗透膜的原材料主要包括芳香族聚酰胺和醋酸纤维素。其中，醋酸纤维素作为一种来源广泛且可生物降解的环境友好型材料，具有加工性良好、易成膜、亲水性优异、通量大以及耐氯性高等特点。早在20世纪60年代研究人员首次研制出了醋酸纤维素反渗透膜，随后以日本东洋纺为代表的一些企业实现了该类膜产品的工业化生产并成功用于海水淡化等领域。但是，醋酸纤维素反渗透膜常被用于处理富含多种细菌微生物的复杂水体，醋酸纤维素分子主链上的β-脱水葡萄糖单元极易受到微生物的侵蚀而分解，使膜材料失去本征属性，缩短了其使用寿命，最终导致反渗透膜的成本增加和应用受限。因此，研究和开发具有抗菌功能的醋酸纤维素反渗透膜成为势在必行的工作。抗菌是指在一定的时间和空间环境内，使微生物，包括细菌、真菌和病毒等，的生长和繁殖保持在必要水平以下的控制过程。近年来，针对醋酸纤维素膜材料抗菌性差的问题，许多研究人员做了大量的工作以期提高膜产品的抗菌性。CN101053782 A公开了一种抗菌醋酸纤维素纳滤膜及其制备方法，该方法是通过在铸膜液中加入一种或一种以上经化学修饰的抗菌纳米粒子，包括：二氧化钛、氧化锌、银粉和铜粉等，然后通过相转化成膜得到抗菌醋酸纤维素纳滤膜。CN105525383 A公开了一种耐高温抗菌醋酸纤维素材料的制备方法，该方法是利用光催化性抗菌剂TiO₂良好的化学稳定性和独特的协同抗菌作用，在增加醋酸纤维素热稳定性的同时可以提高材料的抗菌性能。上述两种方法均是通过掺杂、共混向膜本体内引入抗菌粒子，但是，这种引入抗菌粒子的方法易于导致粒子的团聚或分布不均匀；同时，抗菌粒子与醋酸纤维素基材之间的作用力较弱，在使用过程中易导致抗菌粒子的脱落游离，这样不仅会降低膜的抗菌性能，还会造成二次污染。

发明内容

本发明的第一个目的在于：提供一种非溶出型抗菌醋酸纤维素，醋酸纤维素上接枝有溴代烷基，具有抗菌性。

本发明的第二个目的在于：提供一种非溶出型抗菌醋酸纤维素的制备方法。

本发明的第三个目的在于：利用该非溶出型抗菌醋酸纤维素制备反渗透过滤膜的方法。

本发明的技术方案如下：

一种非溶出型抗菌醋酸纤维素，其结构为：醋酸纤维素上部分羟基上的氢被溴乙酰基基团所取代。

一种非溶出型抗菌醋酸纤维素的制备方法，包括如下步骤：

1)在反应容器中将醋酸纤维素溶解在溶剂中，配制成醋酸纤维素溶液；

其中，所述溶剂的含水量低于0.01wt.％；所述溶剂既能溶解醋酸纤维素，又能与水互溶；