[发明专利]一种超支化聚合物改性聚合物膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种一种超支化聚合物改性聚合物膜及其制备方法与应用属于抗污性能的改性聚合物膜领域。针对现有技术中，聚合物膜因表面能较低，从而带来导致聚合物膜易受到蛋白质、油等污染造成一系列临时或者永久性污染等问题，本发明从引发剂入手，通过苄基的保护与脱保护，通过制备特殊结构的超支化聚合物，并利用植物多酚将这种特殊结构的超支化聚合物接枝到聚合物膜表面，制备得到的超支化聚合物改性聚合物膜具有显著的抗污染能力，抗菌性，亲水性提高，在污水处理领域有着很好的应用前景。同时，本发明为温和条件下的聚合物膜改性开辟了一条操作简易、通用性强的有效途径。

技术领域

本发明涉及抗污性能的改性聚合物膜领域，具体涉及一种超支化聚合物改性聚合物膜及其制备方法与应用。

背景技术

聚合物膜具有优异的成膜性、化学和热稳定性、耐氧化性、耐腐蚀和耐酸碱性能，是最常见的膜材料之一。例如申请号为201310472682.1的发明专利，公开了“一种用于去除水体污染物的聚合物多孔膜的制备方法”，其特征在于，将环糊精与制膜材料共混，并加入交联剂将环糊精固定在膜材料中，避免了经多次使用，使环糊精从聚合物多孔膜中流失，从而导致聚合物多孔膜的选择性分离功能的丧失及聚合物多孔膜亲水等性能的改变。本发明所制备的聚合物多孔膜对酚类和芳香胺类(芳香类)水体有机污染物具有显著的吸附清除能力，对重金属离子的去除效果良好，且分离效率高、压降低、再生方便，易于规模化生产与应用，可广泛用于生态防护水体净化处理系统及水处理系统。

又如申请号为201280060321.X的发明专利，公开了“膜、水处理系统及制造方法”，其特征在于所述膜包括多孔载体和布置在所述多孔载体上的聚合物层。所述膜还包括布置在所述聚合物层内的多个基本疏水的中孔纳米粒子。还提供了水处理系统和制造膜的方法。

申请号为201110415045.1的发明专利，公开了“一种多孔膜表面的永久亲水改性方法与采用所述方法得到的多孔膜”，该发明方法用含乙烯醇链段的聚合物、第一溶剂和去离子水的溶液浸泡多孔膜，然后蒸发除去溶剂，使亲水聚合物吸附在多孔膜表面和膜孔表面形成薄层，再用交联剂和膜表面吸附的亲水性高分子进行交联反应，在多孔膜外侧形成网络状亲水聚合物薄层。本发明的方法可以完全避免堵孔而造成通量减小的现象，生成的亲水涂层更加牢固，亲水处理效果好。

然而在膜分离过程中，由这些材料所组成的聚合物膜通常容易吸附原料液中的有机物质(如蛋白质、胶体和微生物等)，从而导致膜污染；在与血液接触时，膜表面的蛋白质非特异性吸附还会引发凝血等负面效应，使性能劣化，使用寿命缩短。事实上，膜表面的亲水性、荷电性及荷电密度等性质均会对有机污染的吸附产生重要的影响。

对于聚合物多孔膜，虽然表面改性可以改变以上性能，但选择层厚度的增加，膜孔的减小甚至堵塞，都会带来额外的传质阻力，从而对渗透性能产生影响。在连续恒定通量的渗透过程中，孔径减小甚至孔堵塞会造成液体通过膜孔时的局部渗透通量增加，传质阻力的增大。为了保持这一通量，需要在使用过程中增大跨膜压力，这也导致了污染物进一步聚集在膜表面和膜孔。如此反复的恶性循环，使得聚合物膜使用寿命缩短，增加了分离过程中的成本。为了提高聚合物膜的亲水性，常采用物理共混或者表面接枝等方法，但物理共混的不稳定性以及表面接枝的繁琐制约了其在工业中的应用。因此对于提供一种简便、高效、通用性高，同时不仅有效吸附水中污染物等杂质，高效处理水质，同时还可达到保持聚合物膜的清洁，可多次循环利用的技术方案是很有必要的。

发明内容

为了克服聚合物膜使用过程中易于被污染，亲水化改性不可控的缺点，本发明目的在于设计一种特殊结构的亲水性物质，对膜表面进行功能化设计，构建亲水性抗污染表面，延长了膜在应用过程中的使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供了一种超支化聚合物改性聚合物膜的制备方法，包括下述步骤：