一种聚氨基酸改性聚苯硫醚多孔膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚氨基酸改性聚苯硫醚多孔膜的制备方法。该方法利用TIPS制备PPS多孔膜，通过硝化还原法在PPS多孔膜的表面氨化，通过氨基引发α‑氨基酸‑N‑羧基内酸酐反应，将不同种类的氨基酸作为特性基团接枝到PPS多孔膜表面，得到聚氨基酸改性PPS多孔膜。本方法利用PPS多孔膜优良的物理化学性能，对膜表面进行改性，不破坏膜的内部基质结构和孔道结构，制备一种具有抗污染、生物相容性的多孔膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子膜材料制备领域，具体是一种聚氨基酸改性聚苯硫醚多孔膜的制备方法。
技术介绍
聚苯硫醚(PPS)是一种新型的热塑性树脂，具有优异的耐高温、耐溶剂、耐酸碱腐蚀、耐辐射、阻燃以及良好的力学性能和电学性能，在电子、汽车、机械及化工领域有广泛的应用，被誉为第六大工程塑料。PPS材料能在酸性、碱性及有机溶剂中长时间高温使用，且其耐磨性、耐老化特别强。PPS作为膜材料可以实现有机溶剂的直接处理，由于PPS具有优良的耐蠕变性，尺寸稳定性好、弹性模量高，可以避免膜材料的溶解与脱落。综合所述，PPS具有被用作膜材料的潜质。但由于PPS的疏水性，导致通过TIPS法制备的PPS多孔膜为表面疏水，特别是用来对含有蛋白质等具有生物活性物质的分离方面，容易造成通量低，而蛋白质的粘附，容易造成膜的污染，甚至孔道的堵塞，直接影响膜的使用寿命。而提高膜的亲水性能能够有效地提高膜的抗污染性能；在膜的表面涂覆、接枝含有两性离子的物质，能有效提高膜的抗蛋白质污染性能，提高膜的生物相容性。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种聚氨基酸改性聚苯硫醚多孔膜的制备方法。该方法利用TIPS制备PPS多孔膜，通过硝化还原法在PPS多孔膜的表面氨化，通过氨基引发α-氨基酸-N-羧基内酸酐反应，将不同种类的氨基酸作为特性基团接枝到PPS多孔膜表面，得到聚氨基酸改性PPS多孔膜。本专利技术解决所述技术问题的技术方案是，提供一种聚氨基酸改性聚苯硫醚多孔膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)将TIPS法制备的PPS多孔膜放入硝酸溶液中，在30-80℃条件下进行硝化反应0.5-24h；反应结束后洗涤PPS多孔膜至表面没有NO3-，得到硝化PPS多孔膜；2)将0.01-1g催化剂置于50-200ml反应溶剂中分散10-60min，再将1-50g硝化PPS多孔膜放入其中，升温至60-120℃，加入2-10g还原剂，反应1-10h后，洗涤干燥，得到氨化PPS多孔膜；所述催化剂是将活性组分负载到载体上制成的；所述活性组分为Pd、Ag、Au、Ru、Cu、Ni或Fe；所述载体为活性炭、碳纳米管、石墨烯、层状石墨、SiC、ZrO2、TiO2、SiO2、SnO2、Al2O3、ZSM-5、SBA-15、MCM-41、磷铝分子筛、蒙脱土、Y型分子筛或β型分子筛；所述反应溶剂是醇类溶剂、卤代烃类溶剂、醚类溶剂、酯类溶剂、有机胺类溶剂、烃类溶剂或酰胺类溶剂中的至少一种；所述还原剂是水合肼、金属氢化物、Na2S、硫代硫化钠或H2中的至少一种；3)将0.02-1gα-氨基酸-N-羧基内酸酐溶解于50-200ml非质子溶剂中，再将1-50g氨化PPS多孔膜放入其中，30-65℃反应1-48h，清洗后将产物放入NaOH溶液中浸泡，洗涤干燥后，得到聚氨基酸改性PPS多孔膜；所述α-氨基酸-N-羧基内酸酐是L-谷氨酸-γ-苄酯-N-羧基内酸酐、L-甘氨酸-N-羧基内酸酐、丙氨酸-N-羧基内酸酐、缬氨酸-N-羧基内酸酐或异亮氨酸-N-羧基内酸酐中的至少一种；所述非质子溶剂是醚类溶剂、酮类溶剂、腈类溶剂、卤代烃类溶剂、烃类溶剂、砜类溶剂或酰胺类溶剂中的至少一种。与现有技术相比，本专利技术有益效果在于：本方法利用PPS多孔膜优良的物理化学性能，对膜表面进行改性，不破坏膜的内部基质结构和孔道结构，制备一种具有抗污染、生物相容性的多孔膜。通过在PPS膜孔道外表面嫁接氨基，实现了疏水性膜向亲水性膜的转变，大大提高了膜的纯水通量；通过α-氨基酸-N-羧基内酸酐在氨化PPS多孔膜表面开环聚合，得到了聚氨基酸改性PPS多孔膜。该膜孔道分布窄，主要以纳米级孔道为主，水接触角在40-80°之间，可以实现有机小分子化合物或具有生物活性的物质的选择性分离，该膜具有良好的抗污染能力，提高了PPS多孔膜的使用寿命。具体实施方式下面给出本专利技术的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本专利技术，不限制本申请权利要求的保护范围。本专利技术提供了一种聚氨基酸改性聚苯硫醚多孔膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)将TIPS法制备的PPS多孔膜放入硝酸溶液中，在30-80℃条件下进行硝化反应0.5-24h；反应结束后洗涤PPS多孔膜至表面没有NO3-，得到硝化PPS多孔膜；所述硝酸溶液浓度为10-60％；2)将0.01-1g催化剂置于50-200ml反应溶剂中分散10-60min，再将1-50g硝化PPS多孔膜放入其中，升温至60-120℃，加入2-10g还原剂，反应1-10h后，洗涤干燥，得到氨化PPS多孔膜；所述催化剂是将活性组分负载到载体上制成的；所述活性组分为Pd、Ag、Au、Ru、Cu、Ni或Fe；所述载体为活性炭、碳纳米管、石墨烯、层状石墨、SiC、ZrO2、TiO2、SiO2、SnO2、Al2O3、ZSM-5、SBA-15、MCM-41、磷铝分子筛、蒙脱土、Y型分子筛或β型分子筛；所述反应溶剂是醇类溶剂、卤代烃类溶剂、醚类溶剂、酯类溶剂、有机胺类溶剂、烃类溶剂或酰胺类溶剂中的至少一种；所述醇类溶剂为丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇或苯甲醇中的至少一种；所述卤代烃类溶剂为四氯甲烷、1,2-二氯乙烷或四氢呋喃中的至少一种；所述醚类溶剂是丁醚；所述酯类溶剂是乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯甲酸乙酯、甲酸乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丁酯或碳酸二丙酯中的至少一种；所述有机胺类溶剂是苯胺、丙胺或丁胺中的至少一种；所述烃类溶剂是环己烷、苯或甲苯中的至少一种；所述酰胺类溶剂N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基乙酰胺中的至少一种；所述还原剂是水合肼、金属氢化物、Na2S、硫代硫化钠或H2中的至少一种；所述金属氢化物是NaAlH4或NaBH4；3)将0.02-1gα-氨基酸-N-羧基内酸酐溶解于50-200ml非质子溶剂中，再将1-50g氨化PPS多孔膜放入其中，30-65℃反应1-48h，清洗后将产物放入0.1-2mol/L NaOH溶液中浸泡30min-24h，洗涤干燥后，得到聚氨基酸改性PPS多孔膜；所述α-氨基酸-N-羧基内酸酐是L-谷氨酸-γ-苄酯-N-羧基内酸酐、L-甘氨酸-N-羧基内酸酐、丙氨酸-N-羧基内酸酐、缬氨酸-N-羧基内酸酐或异亮氨酸-N-羧基内酸酐中的至少一种；所述非质子溶剂是醚类溶剂、酮类溶剂、腈类溶剂、卤代烃类溶剂、烃类溶剂、砜类溶剂或酰胺类溶剂中的至少一种；所述醚类溶剂是四氢呋喃、乙醚或苯甲醚中的至少一种；所述酮类溶剂是丙酮、丁酮或苯乙酮中的至少一种；所述腈类溶剂是乙腈或丁腈；所述卤代烃类溶剂是四氯化碳、氯仿或1,2-二氯乙烷中的至少一种；所述烃类溶剂是苯、甲苯或环己烷中的至少一种；所述砜类溶剂是二甲基亚砜、环丁砜或二苯砜中的至少一种；所述酰胺类溶剂是N,N-二甲基甲酰胺，N-甲基吡咯烷酮或N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种；实施例1(1)将TIPS法制备的PPS多孔膜放入浓度为33％硝酸溶液中，50℃密封浸泡反应4h，反应结束后洗涤PPS多孔膜表面没有NO3-，得到硝化PPS多孔膜；(2)将0.06g Pd/C催化剂于30mL异丁醇中分散20min，再将10g硝化PPS多孔膜放入其中，升温至80℃，加入8mL水合肼，反应4h后，洗涤干燥，得到氨化PPS多孔膜；(3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨基酸改性聚苯硫醚多孔膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)将TIPS法制备的PPS多孔膜放入硝酸溶液中，在30‑80℃条件下进行硝化反应0.5‑24h；反应结束后洗涤PPS多孔膜至表面没有NO3‑，得到硝化PPS多孔膜；2)将0.01‑1g催化剂置于50‑200ml反应溶剂中分散10‑60min，再将1‑50g硝化PPS多孔膜放入其中，升温至60‑120℃，加入2‑10g还原剂，反应1‑10h后，洗涤干燥，得到氨化PPS多孔膜；所述催化剂是将活性组分负载到载体上制成的；所述活性组分为Pd、Ag、Au、Ru、Cu、Ni或Fe；所述载体为活性炭、碳纳米管、石墨烯、层状石墨、SiC、ZrO2、TiO2、SiO2、SnO2、Al2O3、ZSM‑5、SBA‑15、MCM‑41、磷铝分子筛、蒙脱土、Y型分子筛或β型分子筛；所述反应溶剂是醇类溶剂、卤代烃类溶剂、醚类溶剂、酯类溶剂、有机胺类溶剂、烃类溶剂或酰胺类溶剂中的至少一种；所述还原剂是水合肼、金属氢化物、Na2S、硫代硫化钠或H2中的至少一种；3)将0.02‑1gα‑氨基酸‑N‑羧基内酸酐溶解于50‑200ml非质子溶剂中，再将1‑50g氨化PPS多孔膜放入其中，30‑65℃反应1‑48h，清洗后将产物放入NaOH溶液中浸泡，洗涤干燥后，得到聚氨基酸改性PPS多孔膜；所述α‑氨基酸‑N‑羧基内酸酐是L‑谷氨酸‑γ‑苄酯‑N‑羧基内酸酐、L‑甘氨酸‑N‑羧基内酸酐、丙氨酸‑N‑羧基内酸酐、缬氨酸‑N‑羧基内酸酐或异亮氨酸‑N‑羧基内酸酐中的至少一种；所述非质子溶剂是醚类溶剂、酮类溶剂、腈类溶剂、卤代烃类溶剂、烃类溶剂、砜类溶剂或酰胺类溶剂中的至少一种。...

【技术特征摘要】
1.一种聚氨基酸改性聚苯硫醚多孔膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)将TIPS法制备的PPS多孔膜放入硝酸溶液中，在30-80℃条件下进行硝化反应0.5-24h；反应结束后洗涤PPS多孔膜至表面没有NO3-，得到硝化PPS多孔膜；2)将0.01-1g催化剂置于50-200ml反应溶剂中分散10-60min，再将1-50g硝化PPS多孔膜放入其中，升温至60-120℃，加入2-10g还原剂，反应1-10h后，洗涤干燥，得到氨化PPS多孔膜；所述催化剂是将活性组分负载到载体上制成的；所述活性组分为Pd、Ag、Au、Ru、Cu、Ni或Fe；所述载体为活性炭、碳纳米管、石墨烯、层状石墨、SiC、ZrO2、TiO2、SiO2、SnO2、Al2O3、ZSM-5、SBA-15、MCM-41、磷铝分子筛、蒙脱土、Y型分子筛或β型分子筛；所述反应溶剂是醇类溶剂、卤代烃类溶剂、醚类溶剂、酯类溶剂、有机胺类溶剂、烃类溶剂或酰胺类溶剂中的至少一种；所述还原剂是水合肼、金属氢化物、Na2S、硫代硫化钠或H2中的至少一种；3)将0.02-1gα-氨基酸-N-羧基内酸酐溶解于50-200ml非质子溶剂中，再将1-50g氨化PPS多孔膜放入其中，30-65℃反应1-48h，清洗后将产物放入NaOH溶液中浸泡，洗涤干燥后，得到聚氨基酸改性PPS多孔膜；所述α-氨基酸-N-羧基内酸酐是L-谷氨酸-γ-苄酯-N-羧基内酸酐、L-甘氨酸-N-羧基内酸酐、丙氨酸-N-羧基内酸酐、缬氨酸-N-羧基内酸酐或异亮氨酸-N-羧基内酸酐中的至少一种；所述非质子溶剂是醚类溶剂、酮类溶剂、腈类溶剂、卤代烃类溶剂、烃类溶剂、砜类溶剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏坤梅，高原，李振环，牛晓燕，
申请(专利权)人：太原市晋华恒远科技有限公司，天津工业大学，
类型：发明
国别省市：山西;14