[发明专利]化学接枝多氨基多羧基官能基团的聚醚砜螯合膜的制备方法

摘要

本发明提供一种化学接枝多氨基多羧基官能基团的聚醚砜螯合膜的制备方法，首先将聚醚砜粉进行低温等离子处理使其分子链上有自由基活性点生成，然后在过氧化苯甲酰的作用下，使其与4‑氯甲基苯乙烯分子中双键发生反应，继而实现对聚醚砜的氯化改性处理，之后借助聚醚砜分子链中接枝的氯官能团与四乙烯五胺和氮川三乙酸反应产物中的氨基基团间的化学键合作用，使聚醚砜分子链中接枝入多氨基多羧基官能基团，最后利用相转移技术制备载带多氨基多羧基官能团的功能聚醚砜螯合膜。其制备过程简便、有效官能团接枝率高、绿色环保、对人体危害小，制备的改性聚醚砜螯合膜中有效官能基团稳定、不易浸出流失，其对重金属的吸附截留效能优异。

主权项

1.一种化学接枝多氨基多羧基官能基团的聚醚砜螯合膜的制备方法，其特征在于：其具体包括以下步骤：S1、低温等离子处理聚醚砜粉末：将聚醚砜粉末用纱布袋包裹后放置在等离子处理器的反应室内的载物板上，关闭反应室加料口，随后打开等离子处理器的真空口并关闭等离子处理器的进气口和出气口，启动真空泵，直至使等离子处理器上真空表的读数为‑0.1Mpa；然后关闭真空口和真空泵，打开氩气瓶阀门和进气口，通入氩气，控制氩气流量为30mL/min，待真空表读数恢复为0MPa时，打开反应室出气口，随后打开低温等离子处理器的高频电源对聚醚砜粉末进行辐照处理，等离子功率控制为30W，辐照处理温度为室温，辐照处理时间为0.5～5min；聚醚砜粉末辐照处理完毕后，关闭等离子反应器电源和氩气瓶阀门，打开反应室加料口取出聚醚砜粉末；聚醚砜粉末经此过程处理后，其分子链上有自由基活性点形成；S2、配制接枝有有机氯基团的聚醚砜有机溶液：采用如下质量比的原料：低温等离子体处理的聚醚砜粉末：二甲基亚砜：4‑氯甲基苯乙烯：过氧苯甲酰＝6：20～30：1～3：0.4；将经低温等离子体处理的聚醚砜粉末和第一份二甲基亚砜置于密封环境中常温下磁力搅拌使聚醚砜粉末溶解；待聚醚砜粉末充分溶解后，以2℃/min的升温速率将溶液自室温升至40～50℃，然后再加入剩余的第二份二甲基亚砜，继续搅拌溶液30min；之后将4‑氯甲基苯乙烯加入溶液中并将溶液温度升至70～80℃，此温度下溶液充分搅拌10min后，再向溶液中加入过氧苯甲酰，保持溶液温度为70～80℃继续搅拌3～4h，此过程中，在过氧化苯甲酰作用下，4‑氯甲基苯乙烯分子中的碳碳双键打开并接枝于低温等离子辐照处理的聚醚砜分子链的自由基活性点位处，得到接枝有有机氯基团的聚醚砜有机溶液；S3、配制含有多氨基多羧基螯合官能团的有机溶液：采用如下质量比的原料：氮川三乙酸、二甲基亚砜、四乙烯五胺，所用上述化学原料质量比例为：氮川三乙酸：二甲基亚砜：四乙烯五胺＝2：5～10：4；将氮川三乙酸和二甲基亚砜在密封环境中边搅拌边加热，磁力搅拌转速设为500r/min，以5℃/min的升温速率将溶液温度自室温升至70～80℃，搅拌和加热溶液使氮川三乙酸溶解在二甲基亚砜中；待氮川三乙酸完全溶解后，将溶液温度升至100℃并加入四乙烯五胺，保持溶液温度为100℃继续搅拌3～4h，在此反应过程中，氮川三乙酸分子中的一个羧基基团与四乙烯五胺分子中间的氨基基团发生共价键合反应生成酰胺键，得到含有多氨基多羧基螯合官能团的有机溶液；之后将溶液温度降至70～80℃后备用；S4、制备载带多氨基多羧基螯合官能基团的聚醚砜螯合膜采用如下质量比的原料：步骤S2制得的接枝有有机氯基团的聚醚砜有机溶液：步骤S3制得的含有多氨基多羧基螯合官能团的有机溶液：聚乙烯吡咯烷酮＝27～39：11～16：0.6；S41、控制步骤S2所制溶液温度为70～80℃，将步骤S3制得的含有多氨基多羧基螯合官能团的有机溶液逐滴加入到步骤2所制得的接枝有有机氯基团的聚醚砜有机溶液，两溶液混合过程需对混合溶液搅拌，搅拌速度为500r/min；步骤S3所制含有多氨基多羧基螯合官能团的有机溶液全部加入后，继续搅拌混合溶液3h；然后将聚乙烯吡咯烷酮加入到混合溶液中，并继续搅拌混合溶液1～2h，制得载带多氨基多羧基螯合官能基团的聚醚砜膜铸液；S42、将聚醚砜膜铸液在模具上均匀摊开成具有预设厚度的膜液薄层，在空气中静置20s后浸入凝固浴中进行凝胶化成膜处理，凝固浴的温度为30～40℃，待凝胶化膜从模具成形脱落后，用去离子洗涤所制薄膜以去多余溶剂和未反应的化学物料；最后将洗涤后的薄膜放置在去离子水中浸泡24～48h，制得多氨基多羧基螯合官能基团的聚醚砜螯合膜。