CN108031305A - 一种延长聚烯烃微滤膜抗菌持久性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于抗菌聚烯烃微滤膜技术领域,具体涉及一种延长聚烯烃微滤膜抗菌持久性的方法,所述铸膜液包括以下重量份的原料:聚烯烃材料36‑42份、4,4’‑联苯二酚对邻苯二甲腈树脂6‑10份、含醚腈链段的双酚A型邻苯二甲腈树脂16‑20份、碳化硅粉末4‑8份、三碱式硫酸铅1‑2份、硝化壳聚糖抗菌剂4‑6份。本发明中通过制备硝化壳聚糖抗菌剂,得到抗菌性较强的复合粒子,在膜层中分散均匀,具有较好的抗菌耐久性,在强度提高、薄膜厚度降低的基础上保证渗透率不降低,在50℃的烘箱中经96小时充分干燥,仍具有较好的亲水性,同时其耐菌效果可达到干燥处理前的90‑100%,抗菌性持久。
Description
技术领域
本发明属于抗菌聚烯烃微滤膜技术领域,具体涉及一种延长聚烯烃微滤膜抗菌持久性的方法。
背景技术
超滤膜与微滤膜占美、日、欧洲整个膜市场份额的 50-60%,广泛应用于化工过程的分离与精制,废水净化处理并回收有用成分,工业废水零排放,海水淡化等领域,滤膜主要采用聚砜(PS)、聚丙烯腈(PAN)、聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)等可以溶于极性溶剂的高分子材料用溶液相分离法制备,目前在高分子材料领域应用最为广泛的材料是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃材料,同聚砜、聚偏氟乙烯材料相比,其材料成本更为低廉,来源更为广泛,只是由于在常温下没有合适的溶剂能溶解这些树脂,限制了聚烯烃材料在滤膜方面的应用,微滤膜孔隙率大、微孔多,表面积大,易于被水中微生物粘附,进而定殖、繁衍,并形成菌落继而发展成微生物膜,从而堵塞膜孔,影响膜的分离性能,因此如果能在微生物刚刚粘附在微滤膜表面是,就能将微生物杀死,可以有效降低微生物污染对膜的危害,维持膜性能,由于聚烯烃材料本身没有抑菌作用,因此需要在普通聚烯烃材料中添加抗菌剂从而抑制微生物在聚烯烃表面生长,其中,有机抗菌剂对细菌、真菌、藻类都有良好的杀灭作用,但大部分有机抗菌剂都溶于有机溶剂中,部分还溶于水中,如果抗菌剂随水或者溶剂流失,则难以保持抗菌效果,由于聚烯烃微滤膜制法采用的 是热致相分离法,在加工过程中需要制备铸膜液,与普通聚烯烃材料制品制备方法有很大 区别,且微滤膜在使用中长期被水流冲击,因此必须考虑到复合到微滤膜中抗菌组分的抗菌效能、同铸膜液的复配性能、抗菌剂的毒性、以及抗菌滤膜的抗菌持久性。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种延长聚烯烃微滤膜抗菌持久性的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:一种延长聚烯烃微滤膜抗菌持久性的方法,所述铸膜液包括以下重量份的原料:聚烯烃材料36-42份、4,4’-联苯二酚对邻苯二甲腈树脂6-10份、含醚腈链段的双酚A型邻苯二甲腈树脂16-20份、碳化硅粉末4-8份、三碱式硫酸铅1-2份、硝化壳聚糖抗菌剂4-6份;
所述硝化壳聚糖抗菌剂的制备方法为:按重量计,在反应容器中依次加入质量浓度为6-10%的硝化壳聚糖溶液10-14份、质量浓度为4-6%的双氧水溶液1-3份、质量浓度为10-14%的氨水溶液2-6份,在温度为40-50℃的条件下磁力搅拌20-30分钟,得到中间料,然后加入相当于其重量1-3%的纳米无机离子银、0.8-1.6%异噻唑羧酸、0.2-0.6%碱式次氯酸镁,在温度为85-95℃的条件下搅拌1-2小时,过滤干燥即得。
作为对上述方案的进一步改进,所述聚烯烃材料为聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯。
作为对上述方案的进一步改进,所述聚烯烃的分子质量为4×104-1×107,分子量分布为12-28,密度为1.65-2.43g/cm³,熔值为12-18。
作为对上述方案的进一步改进,所述硝化壳聚糖的取代度为1.2-1.5,重均分子量为4×103-2×105。
作为对上述方案的进一步改进,所述碳化硅在使用前用质量浓度为2.2-3.2%的稀硝酸浸渍4-6分钟,洗涤至中性后,在480-580℃的条件下煅烧2-4小时得到。
作为对上述方案的进一步改进,其制备方法为:将各原料按配比混合后在挤出机中融化,模口温度为360-400℃,模口间隙为0.2-1.2mm,在温度为22-28℃条件下冷却,以拉伸比22-32得到聚烯烃原膜,然后在温度为12-16℃的条件下退火2-4小时,按生产要求拉伸成型后热定型即得。
本发明相比现有技术具有以下优点:本发明中通过制备硝化壳聚糖抗菌剂,得到抗菌性较强的复合粒子,在膜层中分散均匀,具有较好的抗菌耐久性,4,4’-联苯二酚对邻苯二甲腈树脂、含醚腈链段的双酚A型邻苯二甲腈树脂、碳化硅粉末的配合使所得聚烯烃微滤膜在强度提高、薄膜厚度降低的基础上保证渗透率不降低,在50℃的烘箱中经96小时充分干燥,仍具有较好的亲水性,同时其耐菌效果可达到干燥处理前的90-100%,抗菌性持久。
具体实施方式
实施例1
一种延长聚烯烃微滤膜抗菌持久性的方法,所述铸膜液包括以下重量份的原料:聚烯烃材料40份、4,4’-联苯二酚对邻苯二甲腈树脂8份、含醚腈链段的双酚A型邻苯二甲腈树脂18份、碳化硅粉末6份、三碱式硫酸铅1.5份、硝化壳聚糖抗菌剂5份;
所述硝化壳聚糖抗菌剂的制备方法为:按重量计,在反应容器中依次加入质量浓度为8%的硝化壳聚糖溶液12份、质量浓度为5%的双氧水溶液2份、质量浓度为12%的氨水溶液4份,在温度为45℃的条件下磁力搅拌25分钟,得到中间料,然后加入相当于其重量2%的纳米无机离子银、1.2%异噻唑羧酸、0.4%碱式次氯酸镁,在温度为90℃的条件下搅拌1.5小时,过滤干燥即得。
其中,所述聚烯烃材料为聚乙烯;所述聚烯烃的分子质量为4.5×106,分子量分布为20,密度为2.06g/cm³,熔值为15;所述硝化壳聚糖的取代度为1.3,重均分子量为8.5×104;所述碳化硅在使用前用质量浓度为2.8%的稀硝酸浸渍5分钟,洗涤至中性后,在520℃的条件下煅烧3小时得到。
其中,其制备方法为:将各原料按配比混合后在挤出机中融化,模口温度为380℃,模口间隙为0.6mm,在温度为25℃条件下冷却,以拉伸比28得到聚烯烃原膜,然后在温度为14℃的条件下退火3小时,按生产要求拉伸成型后热定型即得。
所得样品在0.1MPa下测试其水通量为186L/m²h,按照QB/T2591-2003抗菌塑料的检测方法检测,抗菌率达到99%以上,在50℃的烘箱中经96小时充分干燥,其耐菌效果可达到干燥处理前的98.4%。
实施例2
一种延长聚烯烃微滤膜抗菌持久性的方法,所述铸膜液包括以下重量份的原料:聚烯烃材料42份、4,4’-联苯二酚对邻苯二甲腈树脂6份、含醚腈链段的双酚A型邻苯二甲腈树脂20份、碳化硅粉末4份、三碱式硫酸铅1份、硝化壳聚糖抗菌剂6份;
所述硝化壳聚糖抗菌剂的制备方法为:按重量计,在反应容器中依次加入质量浓度为6%的硝化壳聚糖溶液14份、质量浓度为6%的双氧水溶液1份、质量浓度为14%的氨水溶液2份,在温度为50℃的条件下磁力搅拌30分钟,得到中间料,然后加入相当于其重量3%的纳米无机离子银、1.6%异噻唑羧酸、0.2%碱式次氯酸镁,在温度为95℃的条件下搅拌1小时,过滤干燥即得。
其中,所述聚烯烃材料为聚丙烯;所述聚烯烃的分子质量为9.6×105,分子量分布为28,密度为1.65g/cm³,熔值为18;所述硝化壳聚糖的取代度为1.2,重均分子量为6.2×103;所述碳化硅在使用前用质量浓度为3.2%的稀硝酸浸渍4分钟,洗涤至中性后,在480℃的条件下煅烧4小时得到。
其中,其制备方法为:将各原料按配比混合后在挤出机中融化,模口温度为360℃,模口间隙为1.2mm,在温度为22℃条件下冷却,以拉伸比32得到聚烯烃原膜,然后在温度为12℃的条件下退火4小时,按生产要求拉伸成型后热定型即得。
所得样品在0.1MPa下测试其水通量为183L/m²h,按照QB/T2591-2003抗菌塑料的检测方法检测,抗菌率达到99%以上,在50℃的烘箱中经96小时充分干燥,其耐菌效果可达到干燥处理前的98.7%。
实施例3
一种延长聚烯烃微滤膜抗菌持久性的方法,所述铸膜液包括以下重量份的原料:聚烯烃材料36份、4,4’-联苯二酚对邻苯二甲腈树脂10份、含醚腈链段的双酚A型邻苯二甲腈树脂20份、碳化硅粉末8份、三碱式硫酸铅2份、硝化壳聚糖抗菌剂4份;
所述硝化壳聚糖抗菌剂的制备方法为:按重量计,在反应容器中依次加入质量浓度为10%的硝化壳聚糖溶液10份、质量浓度为4%的双氧水溶液3份、质量浓度为10%的氨水溶液6份,在温度为40℃的条件下磁力搅拌20分钟,得到中间料,然后加入相当于其重量1%的纳米无机离子银、0.8%异噻唑羧酸、0.6%碱式次氯酸镁,在温度为85℃的条件下搅拌2小时,过滤干燥即得。
其中,所述聚烯烃材料为聚四氟乙烯;所述聚烯烃的分子质量为1×107,分子量分布为12,密度为2.43g/cm³,熔值为12;所述硝化壳聚糖的取代度为1.5,重均分子量为2×105;所述碳化硅在使用前用质量浓度为2.2%的稀硝酸浸渍6分钟,洗涤至中性后,在580℃的条件下煅烧2小时得到。
其中,其制备方法为:将各原料按配比混合后在挤出机中融化,模口温度为400℃,模口间隙为0.2mm,在温度为28℃条件下冷却,以拉伸比22得到聚烯烃原膜,然后在温度为16℃的条件下退火2小时,按生产要求拉伸成型后热定型即得。
所得样品在0.1MPa下测试其水通量为185L/m²h,按照QB/T2591-2003抗菌塑料的检测方法检测,抗菌率达到99%以上,在50℃的烘箱中经96小时充分干燥,其耐菌效果可达到干燥处理前的98.3%。
设置对照组,将实施例1中硝化壳聚糖替换为等重量的壳聚糖,其余内容不变;
所得样品在0.1MPa下测试其水通量为182L/m²h,按照QB/T2591-2003抗菌塑料的检测方法检测,抗菌率达到99%以上,在50℃的烘箱中经96小时充分干燥,其耐菌效果可达到干燥处理前的96.5%。
设置对照组2,将实施例1中硝化壳聚糖抗菌剂的制备步骤去掉,其余内容不变;
所得样品在0.1MPa下测试其水通量为176L/m²h,按照QB/T2591-2003抗菌塑料的检测方法检测,抗菌率达到99%以上,在50℃的烘箱中经96小时充分干燥,其耐菌效果可达到干燥处理前的89.7%。
Claims (6)
1.一种延长聚烯烃微滤膜抗菌持久性的方法,其特征在于,所述铸膜液包括以下重量份的原料:聚烯烃材料36-42份、4,4’-联苯二酚对邻苯二甲腈树脂6-10份、含醚腈链段的双酚A型邻苯二甲腈树脂16-20份、碳化硅粉末4-8份、三碱式硫酸铅1-2份、硝化壳聚糖抗菌剂4-6份;
所述硝化壳聚糖抗菌剂的制备方法为:按重量计,在反应容器中依次加入质量浓度为6-10%的硝化壳聚糖溶液10-14份、质量浓度为4-6%的双氧水溶液1-3份、质量浓度为10-14%的氨水溶液2-6份,在温度为40-50℃的条件下磁力搅拌20-30分钟,得到中间料,然后加入相当于其重量1-3%的纳米无机离子银、0.8-1.6%异噻唑羧酸、0.2-0.6%碱式次氯酸镁,在温度为85-95℃的条件下搅拌1-2小时,过滤干燥即得。
2.如权利要求1所述一种延长聚烯烃微滤膜抗菌持久性的方法,其特征在于,所述聚烯烃材料为聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯。
3.如权利要求2所述一种延长聚烯烃微滤膜抗菌持久性的方法,其特征在于,所述聚烯烃的分子质量为4×104-1×107,分子量分布为12-28,密度为1.65-2.43g/cm³,熔值为12-18。
4.如权利要求1所述一种延长聚烯烃微滤膜抗菌持久性的方法,其特征在于,所述硝化壳聚糖的取代度为1.2-1.5,重均分子量为4×103-2×105。
5.如权利要求1所述一种延长聚烯烃微滤膜抗菌持久性的方法,其特征在于,所述碳化硅在使用前用质量浓度为2.2-3.2%的稀硝酸浸渍4-6分钟,洗涤至中性后,在480-580℃的条件下煅烧2-4小时得到。
6.如权利要求1所述一种延长聚烯烃微滤膜抗菌持久性的方法,其特征在于,其制备方法为:将各原料按配比混合后在挤出机中融化,模口温度为360-400℃,模口间隙为0.2-1.2mm,在温度为22-28℃条件下冷却,以拉伸比22-32得到聚烯烃原膜,然后在温度为12-16℃的条件下退火2-4小时,按生产要求拉伸成型后热定型即得。
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