CN102000517B - 一种高分子滤膜的亲水性改性方法及所得产品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高分子滤膜的亲水性改性方法，其特征在于其包括下述步骤：将高分子滤膜浸渍在含有水溶性交联剂和过硫酸盐的水溶液中，紫外光辐照，取出即得改性后的高分子滤膜；所述的高分子滤膜为含有C-H键的高分子滤膜。本发明的方法克服了现有的高分子滤膜的亲水性改性方法反应时间长，操作和后处理复杂、后处理时间长，改性后的高分子滤膜的耐污染效果不佳，且易造成滤膜表面不平整和膜孔堵塞等缺陷，提供了一种反应时间明显缩短、后处理和操作简单、后处理时间短、成本低、适用于工业运用的亲水性改性方法。本发明还公开了由上述方法制得的改性的高分子滤膜，其表面规整、亲水性、保湿性、耐污染性俱佳，没有膜孔堵塞现象，具有永久亲水性。
Description
技术领域
本发明涉及一种高分子滤膜的亲水性改性方法，本发明还涉及一种亲水性改性的高分子滤膜。
背景技术
聚砜、聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等高分子材料是一类性能优良的分离膜材料，具有优良的物理性质和化学性质，采用它们制备的滤膜不仅具有良好的分离性能，而且具有良好的机械性能、耐酸碱及化学品腐蚀性、耐微生物侵蚀，是几种常用的膜材料。但由于这类高分子膜材料表面能较低，具有强烈的疏水性，接触角通常为62-108度。因此在过滤含污染物的废水时易被污染，导致水通量急剧下降，严重地影响了其使用效率和使用寿命。表面化学理论研究认为，疏水性污染物从水溶液中吸附到滤膜表面的作用力主要有4种：静电作用力(库仑力)、氢键作用力、疏水作用力(熵效应)及范德华力。在水溶液中，水是浓度最高的形成氢键的物质，因此无论是污染物还是膜上能够形成氢键的基团都会优先与水分子形成复合体，从而削弱膜材质对污染物的吸附。而对不同的高分子材料，范德华力相差不大，因此造成污染物在高分子膜表面吸附的主要驱动力为静电作用力和疏水作用力。
因此，根据该表面化学理论对疏水滤膜的表面进行特殊的亲水化处理，能够改变滤膜表面的亲水性，在提高滤膜的耐污染性能的同时也能提高水的透过速度，从而使其应用领域得到进一步拓宽。
改善高分子滤膜表面亲水性可通过物理或化学的方法进行，归纳起来有如下几种。
1、表面活性剂吸附法，表面活性剂由两种或两种以上极性差异很大的官能团(如亲水基和疏水基)构成。由于这些官能团的作用，在溶液与界面上形成选择性定向吸附，使界面性质发生显著变化。在使用非离子表面活性剂的情况下，致密亲水层的形成可有效改善膜界面的亲水性。而离子型表面活性剂依靠所带电荷对溶质中带相同电荷物质的静电排斥作用，可降低膜污染现象。
2、等离子体处理，是一种全部或部分电离的气体，气体在电场力作用下获得能量而被电离，利用该气体高能态对滤膜进行表面处理后，滤膜表面层形成交联结构或提供稳定存在的游离基。这种状态的表面会在空气中起氧化反应，并使游离基最终生成羟基、羧基等基团，改变滤膜的表面结构，以此来提高滤膜的亲水性能从而达到增强滤膜耐污染性能的目的。但该方法成本昂贵，还难以用于大规模的工业化生产。
3、表面接枝改性，采用高能辐射、电子束辐射、紫外光或化学试剂在滤膜表面引入活性位点，将亲水性高分子链段接枝在滤膜表面，以增加滤膜的亲水性从而增强滤膜的抗污染性能(Bozena Kaeselev，John Pieracci，Georges Belfort，Photoinduced grafting of ultrafiltration membranes：comparisonof poly(ether sulfone)and poly(sulfone)，Joumal of Membrane Science，2001(194)：245-261)。一般此类表面接枝反应通常需要经过数小时才能完成。由于此种方法在接枝聚合过程中会使亲水性链段在高分子滤膜表面发生均聚反应，产生大量的均聚物，反应后必须经过长时间的后处理才能得到纯净的滤膜。通常需要经过72小时左右的抽提装置处理，导致后处理时间过长，影响生产效率。甚至，某些接枝反应必须使用有机溶剂来提高接枝率，使得产品的后处理更加复杂，还对环境造成较大的负担。另外，为了能够更好地提高滤膜的亲水性和耐污染性，就要相应提高接枝链段的接枝率。然而接枝率的提高虽然能增加亲水性并且改善接枝链段在聚合物表面分布的均匀性，但当接枝率较高时又会使膜孔发生堵塞从而降低滤膜的过滤性，还会导致表面改性层厚度过大，使滤膜的表面形态发生显著变化，例如导致表面凹凸不平，甚至出现褶皱。因此此类表面接枝反应的接枝率一般都需控制在20-30％左右，使得接枝单体的利用率较低，亲水性提高程度受限。该方法制得的高分子滤膜的耐污染效果不佳，可恢复水通量小于50％，使得高分子滤膜的使用成本很高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服了现有的高分子滤膜的亲水性改性方法反应时间长，操作和后处理复杂、后处理时间长，改性后的高分子滤膜的耐污染效果不佳，且易造成滤膜表面不平整和膜孔堵塞等缺陷，提供了一种反应时间明显缩短、后处理和操作简单、后处理时间短、成本低、适用于工业运用，且所得产品表面规整，亲水性、保湿性、耐污染性俱佳，没有膜孔堵塞现象，并具有永久亲水性的高分子滤膜的亲水性改性方法，及该方法所得产品。
本发明通过下述技术方案解决上述技术问题：
本发明的高分子滤膜的亲水性改性方法包括下述步骤：将高分子滤膜浸渍在含有水溶性交联剂和过硫酸盐的水溶液中，紫外光辐照，取出即得改性后的高分子滤膜；所述的高分子滤膜为含有C-H键的高分子滤膜。
其中，所述的高分子滤膜中的高分子为本领域中常规使用的各类疏水性高分子聚合物，较佳的为下述中的一种或多种：聚乙烯、聚丙烯、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酮、聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯和聚碳酸酯；所述的高分子的分子量为本领域的高分子滤膜的常规分子量，重均分子量较佳的为15万～100万，更佳的为30万～60万。
其中，所述的过硫酸盐为能在水中形成过硫酸根基团的化合物；过硫酸根基团经过紫外光辐照，分解成具有强氧化作用的硫酸根阴离子自由基，其攻击高分子链段上的C-H键，从而在高分子链段中引入硫酸根阴离子，实现对高分子滤膜的亲水性改性。所述的过硫酸盐中的盐较佳的为钾盐、钠盐或铵盐；所述的过硫酸盐较佳的为下列中的一种或多种：过硫酸钾、过硫酸钠、过一硫酸氢钾复合盐[2(KHSO5)·KHSO4·K2SO4]和过硫酸铵；所述的过硫酸盐的浓度较佳的为水溶液重量的1％～80％，更佳的为15％～50％。
其中，所述的水溶性交联剂为印染工业领域中常规使用的水溶性交联剂，其在紫外光辐照作用下在高分子滤膜表面部分交联从而将硫酸根阴离子限制在高分子滤膜表面以阻止其向高分子内部旋化，从而使得改性的高分子滤膜表面具有永久的亲水性以及耐污染性能。所述的水溶性交联剂较佳的为N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、交联剂DE(又称交联剂101，为环氧氯丙烷与己二胺缩聚物的盐酸盐)、三羟甲基丙烷三-(3-乙烯亚氨基)-丙酸酯室温交联剂、聚乙二醇二丙烯酸酯和多乙烯多胺等中的一种或多种；所述的聚乙二醇二丙烯酸酯中聚乙二醇的数均分子量较佳的为200；所述的过硫酸盐与水溶性交联剂的重量比较佳的为50∶1～5000∶1；所述的水溶性交联剂的浓度较佳的为水溶液重量的0.002％～3％，更佳的为0.005％～0.15％。
其中，所述的浸渍的时间较佳地使含水溶性交联剂和过硫酸盐的水溶液在高分子滤膜表面达到饱和吸附。判断饱和吸附的方法为将浸渍不同时间后的高分子滤膜取出，用纸吸去滤膜表面多余水溶液后称重，若滤膜重量基本不变即可认为已饱和吸附，一般需要45min～60min达到饱和吸附。
其中，所述的紫外光辐照能达到在较短时间内有效改善高分子滤膜亲水性和耐污染性的目的；所述的紫外光辐照的紫外光波长较佳的为300nm以下；更佳的为185nm和254nm；所述的紫外光辐照可采用现有技术中各种紫外灯，只要其波长小于或等于300nm即可，较佳的为低压汞灯、中亚汞灯或高压汞灯；所述的紫外灯的功率采用本领域紫外光辐照反应常规使用的功率，较佳的为10W-3000W；所述的紫外光辐照的时间为较佳的为10秒～30分钟，更佳的为30秒～10分钟。
本发明中，根据实际生产的需要，通过改变过硫酸盐的浓度、水溶性交联剂的浓度以及紫外光照射时间，可以调整亲水化改性的程度及亲水基团在高分子滤膜中的垂直深度。浓度越高、照射时间越长，亲水化改性部位在滤膜中的垂直深度越大。
本发明的高分子滤膜在使用前，较佳地进行预处理，所述的预处理可采用本领域常规地方法进行，一般为在去离子水中漂洗5-7次，以去除高分子滤膜表面的保护液残留后，将高分子滤膜浸渍在去离子水中备用，防止滤膜脱水后膜孔结构改变。
本发明的高分子滤膜经亲水性改性后，较佳地用水洗涤多次，一般洗涤是5-7次，每次1min左右，即可得纯净的滤膜。
本发明还提供了一种由上述方法制得的改性的高分子滤膜。
本发明中，上述优选条件可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用的原料和试剂均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
1、本发明提供了一种高分子滤膜的亲水性改性方法，该方法反应时间短，反应时间仅为10秒-30分钟，与现有技术中的表面接枝聚合时间相比缩短很多倍。
2、本发明的方法操作和后处理简单，后处理时不需要经过长时间的抽提等过程，大大缩短了后处理的时间。
3、本发明的改性方法使用水作为反应介质，对环境无污染，更环保。
4、本发明的方法中用亲水性小分子基团代替了现有技术的高分子链段，不会导致滤膜表面的不平整和膜孔堵塞现象。
5、本发明的方法使用过硫酸盐作为亲水性基团，比现有技术中使用的高分子亲水链段的成本低很多，更具有经济价值，适用于工业化生产。
6、用本发明的方法改性后的高分子滤膜具有永久的高亲水性、高保湿性和耐污染性，可恢复水通量达80％以上，使得滤膜具有很长的存放和使用时间，一般为2年以上，具有重大的经济效益。
附图说明
图1为滤膜1的原子力显微镜观察图；
图2为对比1的原子力显微镜观察图；
图3为滤膜2的原子力显微镜观察图；
图4为对比1的原子力显微镜观察图；
图1-图4中，(a)为三维图，(b)为二维图。
具体实施方式
下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。
实施例1改性聚醚砜(PES)滤膜(滤膜1)
将PES(重均分子量＝41万)滤膜放入去离子水中漂洗5次。将PES滤膜浸渍在含有80％(w/w)的过硫酸铵以及1.6％(w/w)N，N′-亚甲基双丙烯酰胺的水溶液中直至饱和吸附；将浸泡有PES滤膜的前述水溶液放置在300nm波长的紫外灯下照射10秒钟后取出用去离子水多次洗涤后待测。
改性后的PES滤膜经过原子力显微镜(图1)、接触角测定仪、恒压水通量测定装置分析，该PES滤膜表面平整，亲水性好。抗牛血清蛋白(BSA)污染性能测试结果表明，在0.2MPa氮气压力下，经1g/L的BSA水溶液过滤30分钟后再经去离子水冲洗后，该PES滤膜具有很高的水洗可恢复水通量百分比，表明该滤膜对牛血清蛋白(BSA)具有很好的耐污染能力。所得滤膜的性能测试结果具体见表1。
对比实施例1空白聚醚砜(PES)滤膜(对比1)
未改性PES滤膜经过原子力显微镜(图2)、接触角测定仪、恒压水通量测定装置分析，PES滤膜表面亲水性差。抗BSA污染性能测试结果表明，该PES滤膜具有很低的水洗可恢复水通量百分比，说明该PES滤膜对BSA抗污染能力差，所得PES滤膜的性能测试结果具体见表1。
实施例2改性聚偏二氟乙烯(PVDF)滤膜(滤膜2)
将聚偏二氟乙烯(PVDF)(重均分子量＝68万)滤膜放入去离子水中漂洗5次。将聚偏二氟乙烯(PVDF)滤膜浸渍在含有15％(w/w)的过一硫酸氢钾复合盐以及0.2％(w/w)交联剂DE的水溶液中直至饱和吸附；将浸泡有聚偏二氟乙烯(PVDF)滤膜的前述水溶液放置在254nm波长的紫外灯下照射20分钟后取出用去离子水多次洗涤后待测。
所制得的聚偏二氟乙烯(PVDF)滤膜经过原子力显微镜(图3)、接触角测定仪、恒压水通量测定装置分析，该滤膜表面平整，亲水性好。抗BSA污染性能测试结果表明，在0.2MPa氮气压力下，经1g/L的BSA水溶液过滤30分钟后再经去离子水冲洗后，该滤膜具有很高的水洗可恢复水通量百分比，表明该滤膜对牛血清蛋白(BSA)具有很好的抗污染能力。所得滤膜的性能测试结果具体见表1。
对比实施例2未改性聚偏二氟乙烯(PVDF)滤膜(对比2)
未改性聚偏二氟乙烯(PVDF)滤膜经过原子力显微镜(图4)、接触角测定仪、恒压水通量测定装置分析，滤膜表面亲水性差。抗BSA污染性能测试结果表明，该滤膜具有很低的水洗可恢复水通量百分比，说明该滤膜对BSA抗污染能力差，所得滤膜的性能测试结果具体见表1。
实施例3改性聚丙烯(PP)滤膜(滤膜3)
将聚丙烯(重均分子量＝40万)滤膜放入去离子水中漂洗5次。将处理后的聚丙烯滤膜浸渍在含有10％(w/w)的过一硫酸氢钾复合盐以及0.002％(w/w)三羟甲基丙烷三-(3-乙烯亚氨基)-丙酸酯室温交联剂的水溶液中直至饱和吸附；将浸泡有聚丙烯滤膜的前述水溶液放置在254nm波长的紫外灯下照射30秒后取出用去离子水多次洗涤后待测。
所制得的改性聚丙烯滤膜经过原子力显微镜、接触角测定仪、恒压水通量测定装置分析，该滤膜表面平整，亲水性好。抗BSA污染性能测试结果表明，在0.2MPa氮气压力下，经1g/L的BSA水溶液过滤30分钟后再经去离子水冲洗后，该聚丙烯滤膜该滤膜具有很高的水洗可恢复水通量百分比，表明该滤膜对牛血清蛋白(BSA)具有很好的抗污染能力。所得滤膜的性能测试结果具体见表1。
对比实施例3未改性聚丙烯(PP)滤膜(对比3)
未改性聚丙烯滤膜经过原子力显微镜、接触角测定仪、恒压水通量测定装置分析，滤膜表面亲水性差。抗BSA污染性能测试结果表明，该聚丙烯滤膜具有很低的水洗可恢复水通量百分比，说明该滤膜对BSA抗污染能力差，所得滤膜的性能测试结果具体见表1。
实施例4亲水性改性聚丙烯腈(PAN)滤膜(滤膜4)
将聚丙烯腈(重均分子量＝36万)滤膜放入去离子水中漂洗5次。将聚丙烯腈滤膜浸渍在含有10％(w/w)的过一硫酸氢钾复合盐以及0.002％(w/w)三羟甲基丙烷三-(3-乙烯亚氨基)-丙酸酯室温交联剂的水溶液中直至饱和吸附；将浸泡有聚丙烯腈滤膜的前述水溶液放置在185nm波长的紫外灯下照射30分钟后取出用去离子水多次洗涤后待测。
所制得的改性聚丙烯腈滤膜经过原子力显微镜、接触角测定仪、恒压水通量测定装置分析，该滤膜表面平整，亲水性好。抗BSA污染性能测试结果表明，在0.2MPa氮气压力下，经1g/L的BSA水溶液过滤30分钟后再经去离子水冲洗后，该聚丙烯腈滤膜具有很高的水洗可恢复水通量百分比，表明该滤膜对牛血清蛋白(BSA)具有很好的抗污染能力。所得滤膜的性能测试结果具体见表1。
对比实施例4未改性聚丙烯腈(PAN)滤膜(对比4)
未改性聚丙烯腈(重均分子量＝36万)滤膜经过原子力显微镜、接触角测定仪、恒压水通量测定装置分析，滤膜表面亲水性差。抗BSA污染性能测试结果表明，该聚丙烯腈滤膜具有很低的水洗可恢复水通量百分比，说明该滤膜对BSA抗污染能力差，所得滤膜的性能测试结果具体见表1。
实施例5改性聚醚醚酮(PEEK)滤膜(滤膜5)
将聚醚醚酮(重均分子量＝47万)滤膜放入去离子水中漂洗5次。将聚醚醚酮滤膜浸渍在含有10％(w/w)的过硫酸钾以及0.02％(w/w)三羟甲基丙烷三-(3-乙烯亚氨基)-丙酸酯室温交联剂的水溶液中直至饱和吸附；将浸泡有聚醚醚酮滤膜的前述水溶液放置在254nm波长的紫外灯下照射10分钟后取出用去离子水多次洗涤后待测。
所制得的改性聚醚醚酮滤膜经过原子力显微镜、接触角测定仪、恒压水通量测定装置分析，聚醚醚酮滤膜表面平整，亲水性好。抗BSA污染性能测试结果表明，在0.2MPa氮气压力下，经1g/L的BSA水溶液过滤30分钟后再经去离子水冲洗后，聚醚醚酮滤膜具有很高的水洗可恢复水通量百分比，表明聚醚醚酮滤膜对牛血清蛋白(BSA)具有很好的抗污染能力。所得聚醚醚酮滤膜的性能测试结果具体见表1。
对比实施例5未改性聚醚醚酮(PEEK)滤膜(对比5)
未改性聚醚醚酮(重均分子量＝47万)滤膜经过原子力显微镜、接触角测定仪、恒压水通量测定装置分析，聚醚醚酮滤膜表面亲水性差。抗BSA污染性能测试结果表明，该聚醚醚酮滤膜具有很低的水洗可恢复水通量百分比，说明该聚醚醚酮滤膜对BSA抗污染能力差，所得聚醚醚酮滤膜的性能测试结果具体见表1。
实施例6改性聚砜(PSU)滤膜(滤膜6)
将聚砜(重均分子量＝83万)滤膜放入去离子水中漂洗5次。将聚砜滤膜浸渍在含有10％(w/w)的过硫酸钾以及0.02％(w/w)三羟甲基丙烷三-(3-乙烯亚氨基)-丙酸酯室温交联剂的水溶液中直至饱和吸附；将浸泡有聚砜滤膜的前述水溶液放置在126nm波长的紫外灯下照射5分钟后取出用去离子水多次洗涤后待测。
所制得的改性聚砜滤膜经过原子力显微镜、接触角测定仪、恒压水通量测定装置分析，聚砜滤膜表面平整，亲水性好。抗BSA污染性能测试结果表明，在0.2MPa氮气压力下，经1g/L的BSA水溶液过滤30分钟后再经去离子水冲洗后，聚砜滤膜具有很高的水洗可恢复水通量百分比，表明聚砜滤膜对牛血清蛋白(BSA)具有很好的抗污染能力。所得聚砜滤膜的性能测试结果具体见表1。
对比实施例6未改性聚砜(PSU)滤膜(滤膜6)
未改性聚砜(重均分子量＝83万)滤膜经过红外光谱、原子力显微镜、接触角测定仪、恒压水通量测定装置分析，聚砜滤膜表面亲水性差。抗BSA污染性能测试结果表明，该聚砜滤膜具有很低的水洗可恢复水通量百分比，说明该聚砜滤膜对BSA抗污染能力差，所得聚砜滤膜的性能测试结果具体见表1。
实施例7改性聚砜(PSU)滤膜(滤膜7)
将聚砜(重均分子量＝83万)滤膜放入去离子水中漂洗5次。将聚砜滤膜浸渍在含有1％(w/w)的过硫酸铵以及0.02％(w/w)多乙烯多胺交联剂的水溶液中直至饱和吸附；将浸泡有聚砜滤膜的前述水溶液放置在126nm波长的紫外灯下照射5分钟后取出用去离子水多次洗涤后待测。
所制得的改性聚砜滤膜经过原子力显微镜、接触角测定仪、恒压水通量测定装置分析，聚砜滤膜表面平整，亲水性好。抗BSA污染性能测试结果表明，在0.2MPa氮气压力下，经1g/L的BSA水溶液过滤30分钟后再经去离子水冲洗后，相对未改性聚砜滤膜而言，改性后聚砜滤膜具有较高的水洗可恢复水通量百分比，表明改性聚砜滤膜(相对未改性聚砜滤膜而言)对牛血清蛋白(BSA)具有较好的抗污染能力。所得聚砜滤膜的性能测试结果具体见表1。
对比实施例7未改性聚砜(PSU)滤膜(滤膜8)
未改性聚砜(重均分子量＝83万)滤膜经过红外光谱、原子力显微镜、接触角测定仪、恒压水通量测定装置分析，聚砜滤膜表面亲水性差。抗BSA污染性能测试结果表明，该聚砜滤膜具有很低的水洗可恢复水通量百分比，说明该聚砜滤膜对BSA抗污染能力差，所得聚砜滤膜的性能测试结果具体见表1。
实施例8改性聚砜(PSU)滤膜(滤膜7)
将聚砜(重均分子量＝83万)滤膜放入去离子水中漂洗5次(请补充)。将聚砜滤膜浸渍在含有1％(w/w)的过硫酸铵以及0.02％(w/w)聚乙二醇(200)二丙烯酸酯交联剂的水溶液中直至饱和吸附；将浸泡有聚砜滤膜的前述水溶液放置在126nm波长的紫外灯下照射5分钟后取出用去离子水多次洗涤后待测。
所制得的改性聚砜滤膜经过原子力显微镜、接触角测定仪、恒压水通量测定装置分析，聚砜滤膜表面平整，亲水性好。抗BSA污染性能测试结果表明，在0.2MPa氮气压力下，经1g/L的BSA水溶液过滤30分钟后再经去离子水冲洗后，聚砜滤膜具有很高的水洗可恢复水通量百分比，表明聚砜滤膜对牛血清蛋白(BSA)具有很好的抗污染能力。所得聚砜滤膜的性能测试结果具体见表1。
对比实施例8未改性聚砜(PSU)滤膜(滤膜8)
未改性聚砜(重均分子量＝83万)滤膜经过红外光谱、原子力显微镜、接触角测定仪、恒压水通量测定装置分析，聚砜滤膜表面亲水性差。抗BSA污染性能测试结果表明，该聚砜滤膜具有很低的水洗可恢复水通量百分比，说明该聚砜滤膜对BSA抗污染能力差，所得聚砜滤膜的性能测试结果具体见表1。
表1.滤膜接触角及抗污染性能
| 滤膜 | 接触角(度) | F0纯水通量(L·m-2·h-1) | F1污染并水洗后水通量(L·m-2·h-1) | 可恢复水通量百分比R(％) |
| 滤膜1 | 23±5 | 362.1 | 319.4 | 88.2 |
| 对比1 | 78±3 | 321.4 | 17.0 | 5.3 |
| 滤膜2 | 31±3 | 611.7 | 509.5 | 83.3 |
| 对比2 | 72±5 | 543.0 | 20.1 | 3.7 |
| 滤膜3 | 41±5 | 147.3 | 129.0 | 87.6 |
| 对比3 | 88±6 | 136.2 | 10.6 | 7.8 |
| 滤膜4 | 28±5 | 271.1 | 242.6 | 89.5 |
| 对比4 | 57±3 | 256.0 | 6.7 | 2.6 |
| 滤膜5 | 67±5 | 105.0 | 82.4 | 78.5 |
| 对比5 | 115±3 | 84.5 | 6.1 | 7.2 |
| 滤膜6 | 42±5 | 277.0 | 247.1 | 89.2 |
| 对比6 | 87±3 | 255.8 | 8.4 | 3.3 |
| 滤膜7 | 72±5 | 277.0 | 27.6 | 10.0 |
| 对比7 | 87±3 | 255.8 | 8.4 | 3.3 |
| 滤膜8 | 37±5 | 277.0 | 259.1 | 93.5 |
| 对比8 | 87±3 | 255.8 | 8.4 | 3.3 |
表1中，R为可恢复水通量百分比，可用下式表示：
由表1可见，用本发明亲水性改性后的高分子滤膜具有很好的亲水性，可恢复水通量百分比达80％，说明其有很好的耐污染性。由图1～图4可见改性后的滤膜表面与未改性之前没有明显变形，改性前后表面RMSroughness(均方根粗糙度)变化小于5个纳米，基本没有破坏滤膜原来的平整性。
Claims (12)
1.一种高分子滤膜的亲水性改性方法，其特征在于其包括下述步骤：将高分子滤膜浸渍在含有水溶性交联剂和过硫酸盐的水溶液中，紫外光辐照，取出即得改性后的高分子滤膜；所述的高分子滤膜为含有C-H键的高分子滤膜；所述的水溶性交联剂为N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、交联剂DE、三羟甲基丙烷三-(3-乙烯亚氨基)-丙酸酯室温交联剂、聚乙二醇二丙烯酸酯和多乙烯多胺等中的一种或多种；所述的过硫酸盐与水溶性交联剂的重量比为50∶1～5000∶1；所述的水溶性交联剂的浓度为水溶液重量的0.002％～3％。
2.如权利要求1所述的高分子滤膜的亲水性改性方法，其特征在于：所述的高分子滤膜中的高分子为下述中的一种或多种：聚乙烯、聚丙烯、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酮、聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯和聚碳酸酯。
3.如权利要求1所述的高分子滤膜的亲水性改性方法，其特征在于：所述的高分子的重均分子量为15万～100万。
4.如权利要求1所述的高分子滤膜的亲水性改性方法，其特征在于：所述的过硫酸盐中的盐为钾盐、钠盐或铵盐。
5.如权利要求1所述的高分子滤膜的亲水性改性方法，其特征在于：所述的过硫酸盐为下列中的一种或多种：过硫酸钾、过硫酸钠、过一硫酸氢钾复合盐和过硫酸铵。
6.如权利要求1所述的高分子滤膜的亲水性改性方法，其特征在于：所述的过硫酸盐的浓度为水溶液重量的1％～80％。
7.如权利要求6所述的高分子滤膜的亲水性改性方法，其特征在于：所述的过硫酸盐的浓度为水溶液重量的15％～50％。
8.如权利要求1所述的高分子滤膜的亲水性改性方法，其特征在于：所述的浸渍的时间为使含水溶性交联剂和过硫酸盐的水溶液在高分子滤膜表面达到饱和吸附。
9.如权利要求1所述的高分子滤膜的亲水性改性方法，其特征在于：所述的紫外光辐照的紫外光波长为300nm以下。
10.如权利要求1所述的高分子滤膜的亲水性改性方法，其特征在于：所述的紫外光辐照的辐射光源的功率为10W-3000W。
11.如权利要求1所述的高分子滤膜的亲水性改性方法，其特征在于：所述的紫外光辐照的时间为10秒～30分钟。
12.用权利要求1～11中任一项所述的高分子滤膜的亲水性改性方法制得的改性的高分子滤膜。
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