一种聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的制备方法

摘要

本发明属于采用界面控制制备聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的方法。将聚砜底膜用2％-5％的聚乙烯醇水溶液处理，然后用1％-5％的戊二醛水溶液涂覆在预处理好的膜上1-3min，最后将浓度为0.2％-1.8％的壳聚糖醋酸水溶液涂覆在膜表面，将所得的复合膜经90℃后处理所制备的复合膜。本发明的优点是：复合膜的对2000ppm硫酸钠的截留为91.8％，对2000ppm氯化钠的截留为80.1％，对2000ppm聚乙二醇600的截留为93.7％。本发明采用三次涂覆铸膜液的方法来制备聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜，其方法新颖，且所制得的膜对PEG600的截留效果较好。

权利要求

1.一种聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：A、铸膜液的制备

制备质量分数为2％-5％的戊二醛水溶液，滴加酸溶液调节其pH值至3-6，待用；

制备质量分数为1％-5％的聚乙烯醇水溶液，脱泡待用；

制备0.2％-1.8％的壳聚糖醋酸水溶液，待用；

B、聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的制备

将聚砜底膜用2％-5％的聚乙烯醇水溶液处理2-4min，阴干，然后将质量分数为

1％-5％的戊二醛水溶液涂覆在预处理好的膜上1-3min，阴干，最后将浓度为0.2％-1.8％的壳聚糖醋酸水溶液涂覆在膜表面，将所得的复合膜经90℃处理2-4h，使得戊二醛与聚乙烯醇和壳聚糖发生充分的交联反应；其中所述的聚砜的截留分子量为2-3万。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的pH调节剂为稀盐酸、或稀硫酸。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述的pH调节剂为稀盐酸1～5％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的聚乙烯醇为水解度98～99％，分子量为50000～100000的中等程度分子量。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的壳聚糖为12～18万的高分子量壳聚糖。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的聚乙烯醇溶液为经真空泵脱泡处理。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的壳聚糖醋酸水溶液为经真空泵脱泡处理。

说明书

一种聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种高分子材料膜的制备方法，具体是指一种亲水性良好，截留率高的纳滤膜的制备方法。

背景技术

[0002] 纳滤是一种新型的膜分离技术，纳滤膜的截留范围在200-2000之间，操作压力较反渗透要低，对单价离子的截留率要远低于二价离子的截留。且对有机污染物有较好的分离效果。

[0003] 复合膜是先用一种聚合物制成多孔支撑膜，然后用另一种聚合物在支撑膜表面形成一层极薄的致密分离层的方法制成的膜。其制备方法分为四类包括层压法、浸涂法、等离子体气相沉积法和界面聚合法。

[0004] 聚乙烯醇(简称PVA)外观为白色粉末，是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物，由于PVA具有独特的强力粘接性、膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、和耐磨性，并且亲水性优良，因此是一种理想的膜材料。聚乙烯醇以水为溶剂，对环境的污染很小，并且可以节约成本。

[0005] 壳聚糖(chitosan)是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的。这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。且壳聚糖无毒，也较容易得到，因此也是一种很理想的膜材料。戊二醛能与聚乙烯醇上的羟基发生交联反应，同样，戊二醛也可以与壳聚糖的羟基发生交联反应。通过简单的机械共混可将壳聚糖和PVA制成膜状或水凝胶状新材料，达到两种材料生理功能的协同作用，但壳聚糖和PVA的主链上都含有大量亲水性基团致使共混膜吸水性强，湿态强度低，在较低的PH媒介中易溶解，而用戊二醛对共混膜进行交联能有效地增加抗其抗水性能。目前很多科学家也致力于这两类材料的的开发，朱华跃等用流延法成功制备聚乙烯醇/壳聚糖共混膜，然后进行戊二醛交联处理来制备壳聚糖/PVA共混膜。吴国杰等将含有一定配比的聚乙烯醇、戊二醛和壳聚糖的混合液制得了聚乙烯醇-壳聚糖互穿网络水凝胶。Beatrice Haimovich等(US Pat：5578073，1994)用戊二醛、壳聚糖和聚乙烯醇来制备抗血栓(形成)表面生物材料。

发明内容

[0006] 本发明提出了新型聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的制备方法。将聚砜底膜用2％-5％的聚乙烯醇水溶液处理2-4min，阴干，然后将质量分数为1％-5％的戊二醛水溶液涂覆在预处理好的膜上1-3min，阴干，最后将浓度为0.2％-1.8％的壳聚糖醋酸水溶液涂覆在膜表面，将所得的复合膜经90℃处理2-4h，使得戊二醛与聚乙二醇和壳聚糖发生充分的交联反应。

[0007] 本发明是通过以下技术方案得以实现的：

[0008] A、铸膜液的制备

[0009] 制备质量分数为2％-5％的戊二醛水溶液，滴加酸溶液调节其pH值至3-6左右，待用。制备质量分数为1％-5％的聚乙烯醇水溶液，脱泡待用。制备0.2％-1.8％的壳聚糖醋酸水溶液，待用。

[0010] B、聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的制备

[0011] 将聚砜底膜用2％-5％的聚乙烯醇水溶液处理2-4min，阴干，然后将质量分数为1％-5％的戊二醛水溶液涂覆在预处理好的膜上1-3min，阴干，最后将浓度为0.2％-1.8％的壳聚糖醋酸水溶液涂覆在膜表面，将所得的复合膜经90℃处理2-4h，使得戊二醛与聚乙二醇和壳聚糖发生充分的交联反应。

[0012] 作为优选，上述制备过程中的pH调节剂使用盐酸、或硫酸，其中以稀盐酸为最佳。

[0013] 作为优选，上述制备过程中的聚砜底膜的截留分子量为2-3万为最佳。

[0014] 作为优选，上述制备过程中的聚乙烯醇的分子量为50000～100000的中等程度分子量，水解度为98～99％。

[0015] 作为优选，上述制备过程中的壳聚糖的分子量为12～18万。

[0016] 有效效果：本发明中的制备方法简单新颖，纳滤膜有很高的截留率和很好的亲水性，对于PEG600的截留率较高，选择性好。

具体实施方式

[0017] 下面结合实例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

[0018] 实施例1

[0019] 制备质量分数为2％的戊二醛水溶液，滴加盐酸溶液调节其pH值至3左右，待用；将聚砜底膜用1％的聚乙烯醇水溶液处理2min，阴干，然后将质量分数为2％的戊二醛水溶液涂覆在预处理好的膜上1min，阴干，最后用浓度为0.2％壳聚糖醋酸水溶液涂覆在膜表面，将所得的复合膜经90℃处理2h，使得戊二醛与聚乙烯醇和壳聚糖发生充分的交联反应。所制备的聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的对2000ppm硫酸钠的截留为75.5％，对2000ppm氯化钠的截留为50.1％，对2000ppm聚乙二醇600的截留为78.3％。

[0020] 实施例2

[0021] 制备质量分数为2％的戊二醛水溶液，滴加盐酸溶液调节其pH值至4左右，待用；将聚砜底膜用2％的聚乙烯醇水溶液处理2min，阴干，然后将质量分数为2％的戊二醛水溶液涂覆在预处理好的膜上2min，阴干，最后用浓度为0.5％壳聚糖醋酸水溶液涂覆在膜表面，将所得的复合膜经90℃处理2h，使得戊二醛与聚乙烯醇和壳聚糖发生充分的交联反应。所制备的聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的对2000ppm硫酸钠的截留为79.3.5％，对2000ppm氯化钠的截留为55.8％，对2000ppm聚乙二醇600的截留为83.8％。

[0022] 实施例3

[0023] 制备质量分数为2％的戊二醛水溶液，滴加稀硫酸溶液调节其pH值至3左右，待用；将聚砜底膜用3％的聚乙烯醇水溶液处理2min，阴干，然后将质量分数为2％的戊二醛水溶液涂覆在预处理好的膜上2min，阴干，最后用浓度为0.8％壳聚糖醋酸水溶液涂覆在膜表面，将所得的复合膜经90℃处理2h，使得戊二醛与聚乙烯醇和壳聚糖发生充分的交联反应。所制备的聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜的对2000ppm硫酸钠的截留为82.4％，对2000ppm