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1、10申请公布号CN101934202A43申请公布日20110105CN101934202ACN101934202A21申请号201010256455122申请日20100817B01D71/40200601B01D71/26200601B01D71/68200601B01D71/42200601B01D71/72200601B01D71/10200601B01D71/34200601B01D69/02200601B01D67/0020060171申请人浙江大学地址310027浙江省杭州市西湖区浙大路38号72发明人徐志康万灵书王芳74专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司33224代理人胡。
2、红娟54发明名称一种抗菌聚合物分离膜的制备方法57摘要本发明公开了一种抗菌聚合物分离膜的制备方法，包括步骤1选用含聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯表面修饰层的聚合物分离膜作为基膜；2将基膜依次在硝酸银水溶液和硼氢化钠水溶液中浸泡后取出，再浸入交联剂溶液中进行季铵化、原位交联反应，然后取出经清洗、干燥，得到抗菌聚合物分离膜；其中，所述的还原剂为硼氢化钠或抗坏血酸钠；所述的交联剂为对二氯苄、1，2二溴乙烷、1，3二溴丙烷、1，4二溴丁烷中的一种或多种。本发明方法制备的聚合物分离膜充分利用了银纳米粒子和季铵化聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯的抗菌性能，抗菌效果优异。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局。
3、12发明专利申请权利要求书1页说明书6页CN101934202A1/1页21一种抗菌聚合物分离膜的制备方法，包括如下步骤1在聚合物分离膜表面引入聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯，制得含有聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯修饰层的基膜；2将基膜依次在硝酸银水溶液和硼氢化钠水溶液中浸泡后取出，再浸入交联剂溶液中进行季铵化、原位交联反应，然后取出经清洗、干燥，得到抗菌聚合物分离膜；其中，所述的还原剂为硼氢化钠或抗坏血酸钠；所述的交联剂为对二氯苄、1，2二溴乙烷、1，3二溴丙烷、1，4二溴丁烷中的一种或多种。2根据权利要求1所述的抗菌聚合物分离膜的制备方法，其特征在于，所述的聚合物分离膜为平板膜或中空纤维膜。3根据。
4、权利要求1或2所述的抗菌聚合物分离膜的制备方法，其特征在于，所述的聚合物分离膜为聚丙烯膜、聚乙烯膜、聚砜膜、聚醚砜膜、聚丙烯腈膜、聚醚醚酮膜、纤维素膜或聚偏氟乙烯膜。4根据权利要求1所述的抗菌聚合物分离膜的制备方法，其特征在于，步骤1中，在聚合物分离膜表面通过等离子体处理、接枝聚合或涂覆的方法引入聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯修饰层。5根据权利要求1所述的抗菌聚合物分离膜的制备方法，其特征在于，所述的聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯的重量为基膜总重量的150。6根据权利要求1所述的抗菌聚合物分离膜的制备方法，其特征在于，所述的硝酸银水溶液的浓度为0001MOL/L1MOL/L，浸泡时间为1分钟120分钟。
5、。7根据权利要求1所述的抗菌聚合物分离膜的制备方法，其特征在于，所述的还原剂水溶液的浓度为001MOL/L1MOL/L，浸泡时间为1分钟30分钟。8根据权利要求1所述的抗菌聚合物分离膜的制备方法，其特征在于，所述的交联剂溶液的浓度为1克/升20克/升，季铵化、原位交联反应的时间为05小时24小时。9根据权利要求1或8所述的抗菌聚合物分离膜的制备方法，其特征在于，所述的交联剂溶液中溶剂为乙醇、丙酮中的一种或两种。10根据权利要求19任一项所述的抗菌聚合物分离膜的制备方法制备的抗菌聚合物分离膜。权利要求书CN101934202A1/6页3一种抗菌聚合物分离膜的制备方法技术领域0001本发明涉及分离。
6、膜领域，具体涉及一种原位生成银纳米粒子并形成季铵化表面的抗菌聚合物分离膜的制备方法。背景技术0002聚合物分离膜被广泛应用于水处理、医疗、工业过滤等领域。在使用过程中，细菌容易在聚合物分离膜表面繁殖而造成生物污染，导致膜通量大幅降低、分离性能劣化、膜寿命缩短，甚至造成事故。例如，聚合物分离膜用于血液透析等医疗过程中，目前采取的方法是在临床使用前通过蒸汽或者射线等对分离膜进行灭菌，但由于透析过程中往往还有注射抗凝血剂如肝素等侵入性操作，以及受到外部环境的影响，所以聚合物分离膜在临床使用过程中仍然可能存在细菌感染。透析患者被细菌感染的病例很多，情况严重时甚至导致透析患者死亡罗跃，吴卫华，“血液透析。
7、患者的感染情况分析”，中华今日医学杂志，2003，3224849。因此，有必要研制具有抗菌能力的聚合物分离膜。0003银是一种有效的广谱抗菌剂，众多文献和专利报道了纳米银的抗菌性能。而如何防止纳米银颗粒在使用过程中流失，使其抗菌能力更为持久，是实际应用过程中需要解决的一个重要问题。目前已经公开了一些方法，例如中国专利ZL2006100538503中公开了一种含有载银分子筛的抗菌中空纤维膜的制备方法，将丙烯腈乙烯基吡咯烷酮共聚物、载银分子筛和致孔剂混合后溶解于二甲基亚砜，经过滤、脱泡制成纺丝溶液，再经纺丝成形、水洗、保孔处理得中空纤维膜；公开号为CN101298026的中国专利申请中公开了一种采。
8、用含银聚电解质络合物和利用层层静电自组装技术制备抗菌性纳滤膜的方法。0004季铵盐或季磷盐也是一类有效的抗菌剂。例如，日本专利JP8157637公开了一种掺杂小分子抗菌剂的相转化分离膜及其制备方法；中国专利ZL2004100221424公开了一种掺有经季铵盐或季磷盐聚合物修饰的纳米粉体的抗菌膜的制备方法，它是利用具有抗菌功能基团的纳米粉体，用共价修饰方法，将季铵盐或季磷盐聚合物抗菌剂共价连接到纳米粉体上而得到的纳米抗菌粉体，将纳米粉体抗菌剂配置成含纳米抗菌剂00101浓度的抗菌剂溶液，然后加入到能够成膜的多糖类、蛋白质类、纤维素及其衍生物类、合成高分子类膜材料中，经常规制膜工艺制膜。0005现。
9、有技术还存在以下不足1通过本体改性的方法制备抗菌膜，膜本体内的大量抗菌物质利用率不高；2只利用银纳米粒子或季铵盐等荷正电物质的单一的抗菌作用。发明内容0006本发明提供了一种在聚合物分离膜表面原位生成银纳米粒子并形成季铵化表面的抗菌聚合物分离膜的制备方法。0007一种抗菌聚合物分离膜的制备方法，包括如下步骤00081在聚合物分离膜表面引入聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯PDMAEMA，制得含有PDMAEMA修饰层的基膜；说明书CN101934202A2/6页400092将基膜依次在硝酸银水溶液和硼氢化钠水溶液中浸泡后取出，再浸入交联剂溶液中进行季铵化、原位交联反应，然后取出经清洗、干燥，得到抗菌聚合。
10、物分离膜。0010由于硝酸银和PDMAEMA具有络合作用，硝酸银吸附于基膜的PDMAEMA修饰层，通过还原剂可将吸附的硝酸银还原成银纳米粒子。所述的还原剂选自硼氢化钠或抗坏血酸钠。0011所述的交联剂选用能与三级胺反应形成季铵盐且至少为双官能团的化合物，例如二卤代物，选用对二氯苄、1，2二溴乙烷、1，3二溴丙烷、1，4二溴丁烷中的一种或多种。0012步骤2中，所述的硝酸银水溶液的浓度并没有严格的限定，一般浓度越高需要浸泡的时间越短，浓度越低需要浸泡的时间越长，可通过实验来筛选，优选浓度为0001MOL/L1MOL/L，浸泡时间为1分钟120分钟。0013所述的硼氢化钠水溶液的浓度并没有严格的限。
11、定，一般浓度越高需要浸泡的时间越短，浓度越低需要浸泡的时间越长，可通过实验来筛选，优选浓度为001MOL/L1MOL/L，浸泡时间为1分钟30分钟。0014所述的交联剂溶液的浓度优选为1G/L20G/L即克/升，季铵化、原位交联反应的时间优选为05小时24小时。0015所述的基膜是由PDMAEMA修饰层和聚合物分离膜底膜组成的；用做底膜的聚合物分离膜并没有特别的限定，本领域常用的聚合物分离膜均适用，从聚合物分离膜的材料来考虑，优选聚丙烯膜、聚乙烯膜、聚砜膜、聚醚砜膜、聚丙烯腈膜、聚醚醚酮膜、纤维素膜或聚偏氟乙烯膜；从聚合物分离膜的结构来考虑，优选平板膜或中空纤维膜；在聚合物分离膜表面引入PDM。
12、AEMA修饰层的方法也没有特别的限定，本领域常用的引入方法均适用，可在聚合物分离膜表面通过等离子体处理、接枝聚合或涂覆的方法引入PDMAEMA修饰层。0016为了兼顾抗菌聚合物分离膜的分离性能和抗菌性能，所述的聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯的重量优选为基膜总重量的150。0017所述的交联剂溶液中溶剂可以溶解交联剂但不影响膜结构即可，优选为乙醇、丙酮中的一种或两种。0018所述的抗菌聚合物分离膜的制备方法制备的抗菌聚合物分离膜，抗菌效果优异。0019本发明具有如下优点0020聚合物分离膜表面PDMAEMA修饰层可以吸附硝酸银并原位生成具有优异抗菌性能的银纳米粒子；季铵化后的PDMAEMA亦具有抗菌。
13、效果，并能稳定银纳米粒子，防止银纳米粒子的流失，因而本发明方法制备的抗菌聚合物分离膜抗菌效果优异，且长期稳定性好。具体实施方式0021以下实施例对本发明做更详细的描述，但所述实施例不构成对本发明的限制。0022实施例10023在聚丙烯平板膜表面通过接枝聚合的方法引入PDMAEMA，制得含有PDMAEMA表面修饰层的基膜，其中，PDMAEMA重量为基膜总重量的10。接枝聚合按如下过程进行将聚丙烯平板膜浸入浓度为0001MOL/L的光引发剂二苯甲酮的正庚烷溶液中，1小时后自然晾干，再将膜浸入单体体积浓度为10的甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯DMAEMA溶液中，紫外光辐照20分钟后取出，清洗后干燥，即制得。
14、含有聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯修饰层的基膜。说明书CN101934202A3/6页50024将基膜在浓度为001MOL/L的硝酸银水溶液中浸泡30分钟，取出后浸入浓度为02MOL/L的硼氢化钠水溶液中10分钟；然后浸入交联剂溶液中进行季铵化、原位交联反应4小时，交联剂溶液中交联剂为对二氯苄，溶剂为乙醇，交联剂浓度为10G/L；清洗、干燥得到抗菌聚合物分离膜。抗菌性能见表1。0025实施例20026在聚丙烯中空纤维膜表面通过等离子体处理的方法引入PDMAEMA，制得含有PDMAEMA表面修饰层的基膜，其中，PDMAEMA重量为基膜总重量的10。等离子体处理引入PDMAEMA的方法如下将聚合物PD。
15、MAEMA溶入丙酮制成浓度约为5G/L的聚合物溶液，然后将聚丙烯中空纤维膜浸入该溶液中，在室温下振荡3小时后取出晾干，再常压等离子体仪中处理30秒，洗涤后干燥，即制得含有聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯修饰层的基膜。0027将基膜在浓度为001MOL/L的硝酸银水溶液中浸泡30分钟，取出后浸入浓度为02MOL/L的抗坏血酸钠水溶液中10分钟；然后浸入交联剂溶液中进行季铵化、原位交联反应4小时，交联剂溶液中交联剂为对二氯苄，溶剂为乙醇，交联剂浓度为10G/L；清洗、干燥得到抗菌聚合物分离膜。抗菌性能见表1。0028实施例30029在聚乙烯平板膜表面通过等离子体处理的方法引入PDMAEMA，制得含有PD。
16、MAEMA表面修饰层的基膜，其中，PDMAEMA重量为基膜总重量的1。等离子体处理引入PDMAEMA的方法如下将聚合物PDMAEMA溶入丙酮制成浓度约为5G/L的聚合物溶液，然后将聚乙烯平板膜浸入该溶液中，在室温下振荡10分钟后取出晾干，再常压等离子体仪中处理10秒，洗涤后干燥，即制得含有聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯修饰层的基膜。0030将基膜浸泡在浓度为1MOL/L的硝酸银水溶液中1分钟；取出后浸入浓度为1MOL/L的硼氢化钠水溶液中1分钟；然后浸入交联剂溶液中进行季铵化、原位交联反应05小时，交联剂溶液中交联剂为1，2二溴乙烷，溶剂为丙酮，交联剂浓度为20G/L；清洗、干燥得到抗菌聚合物分离。
17、膜。抗菌性能见表1。0031实施例40032在聚砜平板膜表面通过等离子体处理的方法引入PDMAEMA，制得含有PDMAEMA表面修饰层的基膜，其中，PDMAEMA重量为基膜总重量的50。等离子体处理引入PDMAEMA的方法如下将聚合物PDMAEMA溶入乙醇制成浓度约为30G/L的聚合物溶液，然后将聚砜平板膜浸入该溶液中，在室温下振荡6小时后取出晾干，再常压等离子体仪中处理30秒，洗涤后干燥，即制得含有聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯修饰层的基膜。0033将基膜浸泡在浓度为0001MOL/L的硝酸银水溶液中120分钟；取出后浸入浓度为001MOL/L的硼氢化钠水溶液中30分钟；然后浸入交联剂溶液中进行。
18、季铵化、原位交联反应24小时，交联剂溶液中交联剂为1，3二溴丙烷，溶剂为乙醇，交联剂浓度为1G/L；清洗、干燥得到抗菌聚合物分离膜。抗菌性能见表1。0034实施例50035在聚醚砜平板膜表面通过等离子体处理的方法引入PDMAEMA，制得含有PDMAEMA表面修饰层的基膜，其中，PDMAEMA重量为基膜总重量的10。等离子体处理引入PDMAEMA的方法如下将聚合物PDMAEMA溶入丙酮制成浓度约为5G/L的聚合物溶液，然后将聚醚砜平板膜浸入该溶液中，在室温下振荡3小时后取出晾干，再常压等离子体仪中处理30秒，洗说明书CN101934202A4/6页6涤后干燥，即制得含有聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯。
19、修饰层的基膜。0036将基膜浸泡在浓度为001MOL/L的硝酸银水溶液中30分钟；取出后浸入浓度为02MOL/L的硼氢化钠水溶液中10分钟；然后浸入交联剂溶液中进行季铵化、原位交联反应4小时，交联剂溶液中交联剂为对二氯苄，溶剂为体积比为11的乙醇/丙酮混合物，交联剂浓度为10G/L；清洗、干燥得到抗菌聚合物分离膜。抗菌性能见表1。0037实施例60038在聚丙烯腈平板膜表面通过涂覆的方法引入PDMAEMA，制得含有PDMAEMA表面修饰层的基膜，其中，PDMAEMA重量为基膜总重量的10。涂覆按如下过程进行将聚合物PDMAEMA溶入乙醇制成浓度约为5G/L的聚合物溶液，然后将聚丙烯腈平板膜浸入。
20、该聚合物溶液中，在室温下振荡3小时后取出晾干，即制得表面涂覆PDMAEMA的基膜。0039将基膜浸泡在浓度为001MOL/L的硝酸银水溶液中30分钟；取出后浸入浓度为02MOL/L的硼氢化钠水溶液中10分钟；然后浸入交联剂溶液中进行季铵化、原位交联反应4小时，交联剂溶液中交联剂为1，4二溴丁烷，溶剂为乙醇，交联剂浓度为10G/L；清洗、干燥得到抗菌聚合物分离膜。抗菌性能见表1。0040实施例70041在聚醚醚酮平板膜表面通过等离子体处理的方法引入PDMAEMA，制得含有PDMAEMA表面修饰层的基膜，其中，PDMAEMA重量为基膜总重量的10。等离子体处理引入PDMAEMA的方法如下将聚合物P。
21、DMAEMA溶入乙醇制成浓度约为5G/L的聚合物溶液，然后将聚醚醚酮平板膜浸入该溶液中，在室温下振荡3小时后取出晾干，再常压等离子体仪中处理30秒，洗涤后干燥，即制得含有聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯修饰层的基膜。0042将基膜浸泡在浓度为001MOL/L的硝酸银水溶液中30分钟；取出后浸入浓度为02MOL/L的硼氢化钠水溶液中10分钟；然后浸入交联剂溶液中进行季铵化、原位交联反应4小时，交联剂溶液中交联剂为体积比为11的对二氯苄/1，3二溴丙烷混合物，溶剂为乙醇，交联剂浓度为10G/L；清洗、干燥得到抗菌聚合物分离膜。抗菌性能见表1。0043实施例80044在纤维素平板膜表面通过等离子体处理的方。
22、法引入PDMAEMA，制得含有PDMAEMA表面修饰层的基膜，其中，PDMAEMA重量为基膜总重量的10。等离子体处理引入PDMAEMA的方法如下将聚合物PDMAEMA溶入乙醇制成浓度约为5G/L的聚合物溶液，然后将纤维素平板膜浸入该溶液中，在室温下振荡3小时后取出晾干，再常压等离子体仪中处理30秒，洗涤后干燥，即制得含有聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯修饰层的基膜。0045将基膜浸泡在浓度为001MOL/L的硝酸银水溶液中30分钟；取出后浸入浓度为02MOL/L的硼氢化钠水溶液中10分钟；然后浸入交联剂溶液中进行季铵化、原位交联反应4小时，交联剂溶液中交联剂为对二氯苄，溶剂为乙醇，交联剂浓度为10。
23、G/L；清洗、干燥得到抗菌聚合物分离膜。抗菌性能见表1。0046实施例90047在聚偏氟乙烯平板膜表面通过等离子体处理的方法引入PDMAEMA，制得含有PDMAEMA表面修饰层的基膜，其中，PDMAEMA重量为基膜总重量的10。等离子体处理引入PDMAEMA的方法如下将聚合物PDMAEMA溶入丙酮制成浓度约为5G/L的聚合物溶液，然后将聚偏氟乙烯浸入该溶液中，在室温下振荡3小时后取出晾干，再常压等离子体仪中处理说明书CN101934202A5/6页730秒，洗涤后干燥，即制得含有聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯修饰层的基膜。0048将基膜浸泡在浓度为001MOL/L的硝酸银水溶液中30分钟；取出后浸。
24、入浓度为02MOL/L的硼氢化钠水溶液中10分钟；然后浸入交联剂溶液中进行季铵化、原位交联反应4小时，交联剂溶液中交联剂为体积比为11的1，2二溴乙烷和1，3二溴丙烷，溶剂为乙醇，交联剂浓度为10G/L；清洗、干燥得到抗菌聚合物分离膜。抗菌性能见表1。0049实施例100050在聚偏氟乙烯中空纤维膜表面通过等离子体处理的方法引入PDMAEMA，制得含有PDMAEMA表面修饰层的基膜，其中，PDMAEMA重量为基膜总重量的10。等离子体处理引入PDMAEMA的方法如下将聚合物PDMAEMA溶入乙醇制成浓度约为5G/L的聚合物溶液，然后将聚偏氟乙烯中空纤维膜浸入该溶液中，在室温下振荡3小时后取出晾。
25、干，再常压等离子体仪中处理30秒，洗涤后干燥，即制得含有聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯修饰层的基膜。0051将基膜浸泡在浓度为001MOL/L的硝酸银水溶液中30分钟；取出后浸入浓度为02MOL/L的硼氢化钠水溶液中10分钟；然后浸入交联剂溶液中进行季铵化、原位交联反应4小时，交联剂溶液中交联剂为对二氯苄，溶剂为乙醇，交联剂浓度为10G/L；清洗、干燥得到抗菌聚合物分离膜。抗菌性能见表1。0052抗菌性能测试0053各实施例制得的抗菌聚合物分离膜的抗菌性能按照如下步骤评价0054采用铺平板对照观察计数法，检验实施例110所制备的抗菌聚合物分离膜对大肠杆菌作为革兰氏阴性菌的代表和金黄色葡萄球菌作为革兰氏阳性菌的代表的抗菌效果。具体操作步骤为选择浓度为50105个菌体/毫升的稀释液作为试验用菌液，取10毫升加入到含25毫升LB培养基其配方为蛋白胨20克，酵母抽提液10克，氯化钠20克，琼脂30克和蒸馏水220毫升的锥形瓶中，然后加入一定量的抗菌聚合物分离膜对照组加入未经改性的空白膜。将该锥形瓶置于40转/分摇床上，恒温371，培养24小时，然后取一定量菌液铺于琼脂营养基上，在371下培养24小时后活菌计数，进而得出抗菌率。0055表1各实施例制得的抗菌聚合物分离膜的抗菌性能测试结果0056说明书CN101934202A6/6页8说明书。