一种抗菌抑菌型聚砜中空纤维超滤膜及其制备方法

摘要

一种抗菌抑菌型聚砜中空纤维超滤膜，其是由溶于溶剂中的聚砜(PS)与纳米抗菌材料组成的混合物，按重量份数计，聚砜5-25份，纳米抗菌材料0.05-5份，添加剂2-10份，溶剂65-90份。同时公开了制备方法：(1)在纺丝液料罐中，将聚砜溶于溶剂中，加入纳米抗菌材料和添加剂，搅拌均匀，得到铸膜液；(2)静置熟化；(3)将纺丝液料罐中的上述熟化后的材料挤出，经过过滤器过滤去除杂质，在经过计量泵计量，再经过过滤器过滤去除杂质；(4)经过喷丝板喷出膜丝；(5)膜丝在凝固浴中成膜；(6)成膜后的膜片在水洗浴的纯水中浸泡，洗去溶剂、添加剂后，经过卷绕输出聚砜中空纤维超滤膜。本发明具有良好的抑菌作用。

权利要求

1.一种抗菌抑菌型聚砜中空纤维超滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)首先选用干燥的聚砜材料，如果材料不干燥，可在120℃下烘干4小时，然后在纺丝液料罐中，将25份干燥的聚砜溶于65份二甲基乙酰胺中制成透明的聚合物溶液，在聚合物溶液中加入5份纳米锌和8份硝酸三乙酯，在50℃搅拌1h，直至搅拌均匀，得到稳定、均匀、透明的铸膜液；纳米抗菌材料纳米锌的加入使铸膜液黏度增大；

(2)在纺丝液料罐中静置24h，脱泡、熟化；

(3)将纺丝液料罐中的上述熟化后的材料在4公斤压力挤出，经过过滤器（2）过滤去除杂质，再经过计量泵计量，再经过过滤器（4）过滤去除杂质；

(4)采用相转化法制成有机-无机杂化膜，经过喷丝板（5）喷出膜丝；

(5)膜丝在10-80℃凝固浴中成膜；凝固浴采用体积百分数为50％的乙醇水溶液；

(6)成膜后的膜片在水洗浴的纯水中浸泡36h，每隔4h换水一次，洗去溶剂、添加剂后，经过卷绕输出聚砜中空纤维超滤膜。

说明书

一种抗菌抑菌型聚砜中空纤维超滤膜及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种超滤膜的制备方法，具体涉及一种抗菌抑菌型聚砜中空纤维超滤膜及其制备方法。

背景技术

[0002] 热原系指由微生物产生的能引起恒温动物体温异常升高的致热物质。它包括细菌性热原、内源性高分子热原、内源性低分子热原及化学热原等。这里所指的“热原”，主要是指细菌性热原，是某些细菌的代谢产物、细菌尸体及内毒素。致热能力最强的是革兰氏阴性杆菌的产物，其次是革兰阳性杆菌类，革兰阳性球菌则较弱，霉菌、酵母菌、甚至病毒也能产生热原。

[0003] 热原最主要特性为耐热性，其为由磷脂、脂多糖和蛋白质所组成的复合物，存在于细菌的细胞和固体膜之间。脂多糖是内毒素的主要成分，具很强的热原活性。其化学组成4 5
因菌种不同而有所差异。分子量为5×10 ～5×10，分子量越大致热作用也越强。热原具耐热性、滤过性、水溶性、不挥发性。

[0004] 在医药行业中如果医药用水污染，对患者的生命安全造成严重的威胁。注入人体的注射剂中含有热原量达1μg/kg就可引起不良反应，发热反应通常在注入0.5-1小时后出现，可使人体产生发冷、寒颤、发热、出汗、恶心、呕吐等症状，有时体温可升至40℃以上，严重者甚至昏迷、虚脱，如不及时抢救，可危及生命。该现象称为“热原反应”。注射剂灭菌时根据热原特性而彻底破坏热原。

[0005] 热原在水中易成团，形成颗粒性污染，对医药行业、水处理和电子行业的影响都较为严重。在电子行业中，将对电器件的性能造成严重影响。

[0006] 因此无论医药用水、水处理行业还是电子行业用水，去除热原都是非常重要的。

[0007] 滤膜法具有性能可靠、无相变过程、节能等优点，滤膜法制取纯化水已正式列入中华人民共和国药典2000版。

[0008] 聚砜中空纤维超滤膜(简称为聚砜超滤膜)有较优良的耐化学稳定性，可用碱等化学试剂进行系统消毒，因此在纯化水制备工艺中常作为预处理和保安过滤，以达到去除热原的目的。聚砜中空纤维超滤膜通常使用截留分子量为一万以下的超滤膜截留去除热原。

[0009] 由于聚砜中空纤维超滤膜超滤膜的活性层很薄，用久了可能会出现针孔，降低截留率造成热原和细菌的泄漏，另外设备结构上的不合理也可能存在卫生死角而影响滤清液的质量，若再加上存在类脂A的致热物质，因此超滤除热原的效果往往达不到百分之百的清除。

发明内容

[0010] 本发明就是为了解决上述问题，克服现有聚砜中空纤维超滤膜超滤膜的问题，本发明提供一种聚砜中空纤维超滤膜的制备方法，这种膜丝制作的超滤膜组件有明显的抗菌抑菌性能，能够明显抑制细菌的繁殖，从而减少热源的释放，更容易使过滤介质热原含量达到标准要求。

[0011] 本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

[0012] 作为本发明的第一方面，一种抗菌抑菌型聚砜中空纤维超滤膜，其特征在于，其是由溶于溶剂中的聚砜(PS)与混合的纳米抗菌材料组成的混合物，其中在混合物中，按混合物中的重量份数计，聚砜为5-25份，纳米抗菌材料为0.05-5份，添加剂为2-10份，溶剂为65-90份。

[0013] 其中，所述纳米抗菌材料是纳米二氧化钛、纳米银、纳米锌或纳米铜其中的一种或一种以上的组合。

[0014] 其中，所述纳米抗菌材料优选的重量份数为0.1-0.2

[0015] 其中，所述聚砜优选的重量份数为8-20份。

[0016] 其中，所述溶剂为二甲基乙酰胺(DMAC)。

[0017] 其中，所述添加剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或硝酸三乙酯。

[0018] 作为本发明的第二方面，一种抗菌抑菌型聚砜中空纤维超滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

[0019] (1)在纺丝液料罐中，将聚砜(PS)溶于溶剂中制成透明的聚合物溶液，在聚合物溶液中加入纳米抗菌材料和添加剂，在30-50℃搅拌均匀，得到铸膜液；纳米抗菌材料的加入使铸膜液黏度增大，其中，按重量份数计，聚砜为5-25份，纳米抗菌材料为0.05-5份，添加剂为2-10份，溶剂为65-90份；

[0020] (2)静置24h，熟化；

[0021] (3)将纺丝液料罐中的上述熟化后的材料在4公斤压力(单位)挤出，经过过滤器过滤去除杂质，在经过计量泵计量，再经过过滤器过滤去除杂质；

[0022] (4)采用相转化法制成有机-无机杂化膜，经过喷丝板喷出膜丝；

[0023] (5)膜丝在10-80℃凝固浴中成膜；

[0024] (6)成膜后的膜片在水洗浴的纯水中浸泡，洗去溶剂、添加剂后，经过卷绕输出聚砜中空纤维超滤膜。

[0025] 其中，所述纳米抗菌材料是纳米二氧化钛、纳米银、纳米锌或纳米铜其中的一种或一种以上的组合。

[0026] 其中，所述溶剂为二甲基乙酰胺(DMAC)。

[0027] 其中，所述添加剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或硝酸三乙酯。

[0028] 本发明的有益效果：

[0029] 本发明制备出分子量分别为一万，三万，五万，七万，十万，十五万，三十万的聚砜中空纤维超滤膜。

[0030] 纳米抗菌材料，尤其是纳米级的氧化银(简称为纳米银)能增强膜的亲水性，减慢膜的凝胶速度，并使膜的纯水通量、截留率、孔隙率和结构发生显著的改变，同时，共混的纳米银具有良好的抑菌作用。本发明具有良好的抑菌作用。

附图说明

[0031] 以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

[0032] 图1为本发明的生产示意图。

[0033] 图面说明：

[0034] 1为纺丝液料罐、2为过滤器、3为计量泵、4为过滤器、5为喷丝板、6为凝固浴、7为水洗浴、8为卷绕。

具体实施方式

[0035] 为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

[0036] 实施例1

[0037] 一种抗菌抑菌型聚砜中空纤维超滤膜的制备方法，如图1所示，包括以下步骤(按重量份数计)：

[0038] (1)首先选用干燥的聚砜(PS)材料，如果材料不干燥，可在110℃下烘干2小时，然后在纺丝液料罐1中，将20份干燥的聚砜(PS)溶于75份二甲基乙酰胺(DMAC)中制成透明的聚合物溶液，在聚合物溶液中加入0.2份纳米抗菌材料纳米银和5份聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和5份硝酸三乙酯，在45℃搅拌0.5h，直至搅拌均匀，得到稳定、均匀、透明的铸膜液；纳米抗菌材料纳米银的加入使铸膜液黏度增大；

[0039] (2)在纺丝液料罐1中静置24h，脱泡、熟化；

[0040] (3)将纺丝液料罐1中的上述熟化后的材料在4公斤压力挤出，经过过滤器2过滤去除杂质，在经过计量泵3计量，再经过过滤器4过滤去除杂质；

[0041] (4)采用相转化法制成有机-无机杂化膜，经过喷丝板5喷出膜丝；

[0042] (5)膜丝在10-80℃凝固浴6中成膜；凝固浴6采用体积百分数为5～60％的乙醇水溶液；

[0043] (6)成膜后的膜片在水洗浴7的纯水中浸泡24h，每隔4h换水一次，洗去溶剂、添加剂后，经过卷绕8输出聚砜中空纤维超滤膜。

[0044] 实施例2

[0045] 一种抗菌抑菌型聚砜中空纤维超滤膜的制备方法，如图1所示，包括以下步骤(按重量份数计)：

[0046] (1)首先选用干燥的聚砜(PS)材料，如果材料不干燥，可在110～120℃下烘干2～4小时，然后在纺丝液料罐1中，将5-25份干燥的聚砜(PS)溶于65-90份二甲基乙酰胺(DMAC)中制成透明的聚合物溶液，在聚合物溶液中加入0.1份1二氧化钛1和110份添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，在30℃搅拌0.5h，直至搅拌均匀，得到稳定、均匀、透明的铸膜液；纳米抗菌材料二氧化钛的加入使铸膜液黏度增大；

[0047] (2)上述铸膜液搅拌后在纺丝液料罐1中静置24h，脱泡、熟化；

[0048] (3)将纺丝液料罐1中的上述熟化后的材料在4公斤压力挤出，经过过滤器2过滤去除杂质，在经过计量泵3计量，再经过过滤器4过滤去除杂质；

[0049] (4)采用相转化法制成有机-无机杂化膜，经过喷丝板5喷出膜丝；

[0050] (5)膜丝在10-80℃凝固浴6中成膜；凝固浴6采用体积百分数为5％的乙醇水溶液；

[0051] (6)成膜后的膜片在水洗浴7的纯水中浸泡24h，每隔4h换水一次，洗去溶剂、添加剂后，经过卷绕8输出聚砜中空纤维超滤膜。

[0052] 实施例3

[0053] 一种抗菌抑菌型聚砜中空纤维超滤膜的制备方法，如图1所示，包括以下步骤(按重量份数计)：

[0054] (1)首先选用干燥的聚砜(PS)材料，如果材料不干燥，可在120℃下烘干4小时，然后在纺丝液料罐1中，将25份干燥的聚砜(PS)溶于65份二甲基乙酰胺(DMAC)中制成透明的聚合物溶液，在聚合物溶液中加入5份纳米锌和8份硝酸三乙酯，在50℃搅拌1h，直至搅拌均匀，得到稳定、均匀、透明的铸膜液；纳米抗菌材料纳米锌的加入使铸膜液黏度增大；

[0055] (2)在纺丝液料罐1中静置24h，脱泡、熟化；

[0056] (3)将纺丝液料罐1中的上述熟化后的材料在4公斤压力挤出，经过过滤器2过滤去除杂质，在经过计量泵3计量，再经过过滤器4过滤去除杂质；

[0057] (4)采用相转化法制成有机-无机杂化膜，经过喷丝板5喷出膜丝；

[0058] (5)膜丝在10-80℃凝固浴6中成膜；凝固浴6采用体积百分数为50％的乙醇水溶液；

[0059] (6)成膜后的膜片在水洗浴7的纯水中浸泡36h，每隔4h换水一次，洗去溶剂、添加剂后，经过卷绕8输出聚砜中空纤维超滤膜。

[0060] 纳米抗菌材料，尤其是纳米银能增强膜的亲水性，减慢膜的凝胶速度，并使膜的纯水通量、截留率、孔隙率和结构发生显著的改变，同时，共混的纳米银具有良好的抑菌作用。

[0061] 本发明制备出分子量分别为一万，三万，五万，七万，十万，十五万，三十万的聚砜中空纤维超滤膜。

[0062] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。