CN105384863A - 一种基于响应性共聚物改性的聚丙烯微滤膜 - Google Patents

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陈明清
王月
李小杰
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Abstract

一种基于响应性共聚物改性的聚丙烯微滤膜，属于功能高分子材料领域。本发明首先以聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(DEAEMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为共聚单体，采用自由基聚合法合成具有响应性的三元无规共聚物P(PEGMA-co-DEAEMA-co-MMA)；通过表面截留法对PP微滤膜进行响应性改性，改变修饰剂的浓度、修饰剂的种类和处理温度等，可以调控膜的浸润性及表面形貌。并研究了改性前后的PP微滤膜在不同pH条件下的水透过量。本发明得到了表面形貌和性能可控的响应性聚丙烯微滤膜，有望作为智能响应性材料应用于组织工程和油水分离材料等领域。

Description

一种基于响应性共聚物改性的聚丙烯微滤膜
技术领域
一种基于响应性共聚物改性的聚丙烯微滤膜，属于功能高分子材料领域。
背景技术
环境敏感型聚合物是指可对环境变化做出相应响应的功能高分子材料。其中pH值是环境敏感型聚合物常见的刺激因素之一，pH敏感型聚合物大多包含可离子化的基团，随着环境pH值的变化，基团的离子化程度发生变化,致使高分子链的构象发生相应变化，从而达到表面可控。甲基丙烯酸二乙氨基乙酯中的叔胺结构在一定条件下可以质子化(去质子化)，因而具有良好的pH敏感性。近年来，其在药物控制释放、化学分离和组织工程等领域的潜在应用引起了广泛关注。
聚丙烯(PP)微滤膜由于具有良好的化学稳定性,优异的机械性能以及热稳定性而被广泛应用和研究。但是，由于PP微滤膜是非极性的,有关对PP微滤膜智能化改性的研究仍旧比较少。目前对PP微滤膜智能化改性的研究主要集中在进行温度响应性改性，而对PP微滤膜进行pH响应性改性的研究也比较少，除此之外，常用的改性方法多需要复杂的操作步骤和过程，大多集中于利用化学改性等方面。除了这些方法,还有一种简单的物理方法,即表面截留法。这种方法是利用一种可以溶胀基材的同时,还能溶解改性材料的溶剂(混合溶剂),在改性材料与基材相互作用一段时间后,加入基材的不良溶剂,使基材表面迅速收缩致使改性材料分子截留在表面。
本发明以聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(DEAEMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为共聚单体，采用自由基聚合法合成响应性三元无规共聚物P(PEGMA-co-DEAEMA-co-MMA)。通过表面截留法对PP微滤膜进行pH响应性改性，研究证明改性得到的聚丙烯微滤膜具有pH响应性；改变修饰剂的浓度、修饰剂的种类和处理温度等，可以调控聚丙烯微滤膜的浸润性及表面形貌。并研究了改性前后的PP微滤膜在不同pH条件下的水透过量。这种新颖的改性聚丙烯微滤膜的做法，简单方便，可重复性强，适用于实际生产与应用。本发明得到了表面形貌和性能可控的响应性聚丙烯微滤膜，有望作为智能响应性材料应用于组织工程和油水分离材料等领域。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于响应性共聚物改性的聚丙烯微滤膜。
本发明的技术方案：一种响应性共聚物，以聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(DEAEMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为第一、第二和第三单体，采用自由基聚合法制备具有响应性的三元无规共聚物P(PEGMA-co-DEAEMA-co-MMA)，所得响应性聚合物的结构为：
n＝5-6，x＝6～15；y＝9～30；z＝40～70，表示成PEDM。
该响应性共聚物的制备方法是将定量的DEAEMA、MMA和计算量的PEGMA通过自由基聚合法制备三元共聚物P(PEGMA-co-DEAEMA-co-MMA)。响应性共聚物的聚丙烯微滤膜的制备方法是通过表面截留法对PP微滤膜进行pH响应性改性。
本发明的有益效果：本发明通过自由基聚合法合成响应性三元无规共聚物P(PEGMA-co-DEAEMA-co-MMA)。通过表面截留法对PP微滤膜进行pH响应性改性，研究证明改性得到的聚丙烯微滤膜具有pH响应性；改变修饰剂的浓度、修饰剂的种类和处理温度等，可以调控聚丙烯微滤膜的浸润性及表面形貌。并研究了改性前后的PP微滤膜在不同pH条件下的水透过量。这种新颖的改性聚丙烯微滤膜的做法，简单方便，可重复性强，适用于实际生产与应用。本发明得到了表面形貌和性能可控的响应性聚丙烯微滤膜，有望作为智能响应性材料应用于组织工程和油水分离材料等领域。
附图说明
图1聚丙烯微滤膜和响应性聚丙烯微滤膜的SEM照片。
图2聚丙烯微滤膜和响应性聚丙烯微滤膜在不同pH下的透水量。
具体实施方式
实施例1、响应性三元无规共聚物PEDM的合成
将定量的DEAEMA、MMA和计算量的PEGMA加入到50mL的圆底烧瓶中，加入25mL1,4-Dioxane和单体总物质的量1.5％的AIBN，通N230min后密封，65℃下搅拌反应12h，可制得三元共聚物P(PEGMA-co-DEAEMA-co-MMA)。以无水乙醚为沉淀剂，经3次溶解、沉淀后除去未参加反应的单体后真空干燥至恒重。
所得共聚物为：
n＝5-6，x＝6～15；y＝9～30；z＝40～70，表示成PEDM。
实施例2、响应性聚丙烯微滤膜的制备
将响应性共聚物溶解在溶剂中，配置成一定浓度的表面修饰剂溶液，在室温下将PP微滤膜浸泡在含有表面修饰剂的溶液中20h后取出,浸泡处理后的样品用蒸馏水冲洗2h，然后将样品浸泡在20℃水中20min，最后真空干燥。改变具体的工艺条件，如修饰剂的浓度、处理温度等，采用相同方法改性聚丙烯微滤膜。
实施例3、响应性聚丙烯微滤膜的制备
将响应性共聚物溶解在不同溶剂中，配置成一定浓度的表面修饰剂溶液，将PP微滤膜浸泡在含有表面修饰剂的溶液中20h后取出,浸泡处理后的样品用蒸馏水冲洗2h，然后将样品浸泡在20℃水中20min，最后真空干燥。改变具体的工艺条件，如修饰剂的浓度、处理温度等，采用相同方法改性聚丙烯微滤膜。

Claims (5)

1.一种基于响应性共聚物改性的聚丙烯微滤膜，属于功能高分子材料领域。本发明以聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(DEAEMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为第一、第二和第三单体，采用自由基聚合法制备具有响应性的三元无规共聚物P(PEGMA-co-DEAEMA-co-MMA)；通过表面截留法对PP微滤膜进行响应性改性。
配比为：单体1：单体2：单体3(摩尔比)为1～9：1～6：1～14。
2.根据权利要求1所述的响应性聚合物，其特征是以甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(DEAEMA)为响应性组分，以聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)为亲水柔性组分，所得响应性聚合物的结构为：
n＝5-6，x＝6～15；y＝9～30；z＝40～70，表示成PEDM。
3.根据权利要求1所述的响应性共聚物，其特征在于该响应性共聚物具有响应性，共聚物具有聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(PDEAEMA)的响应性组分，聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)的亲水柔性组分，聚甲基丙烯酸甲酯单体(PMMA)的疏水刚性组分。
4.根据权利要求1所述的响应性共聚物改性得到的响应性聚丙烯微滤膜，其特征是具有一定的响应性，在不同pH条件下，响应性聚丙烯微滤膜水透过量不同，在酸性条件下，响应性共聚物膜展现了更强的表面亲水性。
5.根据权利要求1所述的响应性共聚物及其改性得到的响应性聚丙烯微滤膜，其特征是，本发明制备得到响应性聚丙烯微滤膜，有望作为响应性材料应用于组织工程和油水分离材料等领域。
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