專利名稱：食品級抗菌性濾膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，涉及應(yīng)用于微濾、超濾、納濾和反滲透等水處理過程的基本功能單位一濾膜，具體而言，涉及抗菌性濾膜，以及該抗菌性濾膜的制備方法。
背景技術(shù)：
膜技術(shù)是一種與膜孔徑大小相關(guān)的篩分過程，以膜兩側(cè)壓力差為驅(qū)動力，以膜為過濾介質(zhì)，在一定壓力下，當(dāng)原液流過膜表面時(shí)，膜表面密布的許多細(xì)小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進(jìn)液側(cè)，成為濃縮液，因而實(shí)現(xiàn)對原液的凈化、分離和濃縮。膜分離技術(shù)作為二十一世紀(jì)高新技術(shù)之一，以其常溫、無相變、能耗低等顯著特點(diǎn)成為一種分離過程的標(biāo)準(zhǔn)，在歐美等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，水污染程度日益加劇，不但工業(yè)水源受到污染，飲用水水源也受到不同程度的污染，膜技術(shù)是處理水污染的一項(xiàng)有效的技術(shù)。膜技術(shù)在應(yīng)用于水處理時(shí)，遇到的問題之一就是膜的生物性污染，例如細(xì)菌污染等。膜受到生物性污染后，膜通量降低、出水水質(zhì)變差。膜的生物性污染相對于無機(jī)和有機(jī)污染更難恢復(fù)，導(dǎo)致膜的壽命縮短、出水水質(zhì)降低。一些技術(shù)工作者已經(jīng)注意到這個(gè)問題，從不同角度研發(fā)抑菌濾膜。例如專利 《抗菌半透膜》(專利號99807933. 2)公布了將抗菌劑2，4，，-三氯-2，-羥基雙酚酯和 5-氯-2-酚(2，4_ 二氯苯氧基)浸入到用于成膜的聚合物材料中，制備抗菌半透膜；專利 《抑菌型聚砜類中空纖維超濾膜》(專利號201010199216. 7)公布了將銀的無機(jī)鹽化合物添加到用于成膜的聚合物材料中，制備抗菌濾膜。已有的這些抗菌抑菌膜制備技術(shù)由于使用的抗菌抑菌材料對人體存在毒副作用， 因此不能用于飲用水的處理。研究表明，殼聚糖、菌類提取的多糖、海產(chǎn)品中提取的多糖、多肽類物質(zhì)是純天然的抗菌抑菌材料，對人體無毒無害。但這些材料易溶解于水，隨著水處理過程的進(jìn)行而進(jìn)入到透過液中。為此，需要解決殼聚糖、菌類提取的多糖、海產(chǎn)品中提取的多糖、多肽類物質(zhì)添加到膜中的溶解問題，也就是既要在微濾膜、超濾膜、鈉濾膜、反滲透膜的高分子聚合物中添加無毒無副的抗菌抑菌材料，又要使其與聚合物材料結(jié)合，不溶解到水中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種對人體無毒無副的抗菌抑菌濾膜制備技術(shù)，按照此技術(shù)制備出來的濾膜能夠充分抵抗細(xì)菌在濾膜上的孳生。本發(fā)明提供了一種可以用于微濾、超濾、鈉濾、反滲透的抗菌抑菌濾膜制備技術(shù)， 按照這種技術(shù)制備出的濾膜和普通微濾、超濾、鈉濾、反滲透濾膜的區(qū)別在于，它內(nèi)部包含一種不溶出的對人體無毒無害的抗菌抑菌材料。根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施案，提供一種抗菌抑菌濾膜，其至少包括一種聚合物材料和分散到聚合物材料中的抗菌抑菌材料。所述的聚合物材料由下列材料組成的集合中選取醋酸纖維素、聚砜、聚醚砜、聚烯烴、聚酯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈，優(yōu)選醋酸纖維素、聚偏氟乙烯、聚砜、 聚丙烯腈。將其與助劑、溶劑溶解。所述的抗菌抑菌材料由下列材料組成的集合中選取殼聚糖、菌類提取的多糖、海產(chǎn)品中提取的多糖、多肽類物質(zhì)，優(yōu)選殼聚糖、香菇多糖、大豆多肽。以聚合物材料的重量為基準(zhǔn)，按重量百分比計(jì)，所述的抗菌抑菌材料的用量為聚合物的0.01% 30%之間，優(yōu)選0. 1 10%，更優(yōu)選0. 5% 2%。根據(jù)本發(fā)明的濾膜的形狀可以是中空的，也可以是平板的或卷式的。根據(jù)本發(fā)明，還提供一種制備上述抗菌抑菌濾膜的方法，包括以下步驟步驟1，選擇如上所述的抗菌抑菌材料，并用酸液浸泡，步驟2，選擇如上所述的聚合物材料，將其與助劑、溶劑溶解，并將酸液浸泡后的抗菌抑菌材料加入聚合物材料中，采取攪拌的方式混合均勻，步驟3，成膜后，用堿液洗滌。根據(jù)本發(fā)明，所述的酸液選自乙酸、鹽酸、檸檬酸等。浸泡時(shí)間為0.5 60h，優(yōu)選 30h?？咕志牧辖?jīng)過酸液浸泡后，溶解于酸的同時(shí)容易和高分子聚合物發(fā)生交聯(lián)作用。以聚合物材料的重量為基準(zhǔn)，按照重量百分比計(jì)，抗菌劑的用量為聚合物的 0. 01% 30%之間，優(yōu)選0. 1 10%，更優(yōu)選0. 5% 2%。根據(jù)本發(fā)明，步驟2中所述助劑和溶劑可以是二氧雜環(huán)乙烷、丙酮、甲醇和馬來酸，或者聚乙烯吡咯烷酮、氯化鋅和N-甲基吡咯烷酮，或者二甲基酰胺，或者1-甲基-二吡咯烷酮和磷酸，如向醋酸纖維素中添加二氧雜環(huán)乙烷、丙酮、甲醇和馬來酸，向聚偏氟乙烯中添加聚乙烯吡咯烷酮、氯化鋅和N-甲基吡咯烷酮，向聚砜中添加二甲基酰胺，向聚丙烯腈中添加ι-甲基-二吡咯烷酮和磷酸。酸液浸泡后的抗菌抑菌材料與聚合物混合后，采取攪拌的方式使之混合均勻。待上述混合物成膜后，用堿液洗滌。所述的堿液為氫氧化鈉、碳酸鈉或碳酸氫鈉等。洗滌次數(shù)在2 3次為佳。最后用純水再洗滌兩遍。上述混合物很容易成膜，且成膜的形狀可以通過模具或設(shè)備進(jìn)行控制。成膜后的形狀可以是中空的，也可以是平板的或卷式的，根據(jù)應(yīng)用的需要采取不同的形狀。而微濾、 超濾、鈉濾、反滲透的主要區(qū)別在于濾膜上孔徑的大小，與膜材料尤其是抗菌抑菌材料沒有直接的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式以下通過實(shí)施例來進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但并不能將之理解為是對本發(fā)明的限制。實(shí)施例實(shí)施例一制備用于反滲透的卷式抗菌抑菌濾膜。先配置醋酸纖維聚合物，由下列成分組成重量百分比10.8% 二醋酸纖維素 7.2% 三醋酸纖維素 51.1% 二氧雜環(huán)乙烷 20.4% 丙酮 7.8% 甲醇 2.7% 馬來酸將上述混合物均分成4份，以醋酸纖維素的重量為基準(zhǔn)，按照質(zhì)量百分比，每份分別加入0. 01 %、0. 5 %、10 %、30 %的殼聚糖，攪拌均勻。上述抗菌抑菌材料須先經(jīng)過酸液的浸泡。酸液為30%的乙酸溶液，浸泡時(shí)間為0.證。成膜后，用堿液洗滌。所述的堿液為重量百分比為15%的氫氧化鈉溶液。洗滌次數(shù)為3次。最后用純水再洗滌兩遍。每份取出直徑為Icm大小的兩塊濾膜，分別放入金黃色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌的有蓋培養(yǎng)箱中，培養(yǎng)M小時(shí)，觀察樣品周圍的阻滯區(qū)，如下表1所示。表 權(quán)利要求
1.一種抗菌抑菌濾膜，其至少包括一種聚合物材料和分散到聚合物材料中的抗菌抑菌材料。
2.如權(quán)利要求1所述的濾膜，其中，所述的聚合物材料由下列材料組成的集合中選取 醋酸纖維素、聚砜、聚醚砜、聚烯烴、聚酯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈等，優(yōu)選醋酸纖維素、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈。
3.如權(quán)利要求1或2所述的濾膜，其中，所述的抗菌抑菌材料由下列材料組成的集合中選取殼聚糖、菌類提取的多糖、海產(chǎn)品中提取的多糖、多肽類物質(zhì)等，優(yōu)選殼聚糖、香菇多糖、大豆多肽。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的濾膜，其中，以聚合物材料的重量為基準(zhǔn)，按重量百分比計(jì)，所述的抗菌抑菌材料的用量為聚合物的0. 01 % 30 %之間，優(yōu)選0. 1 10 %，更優(yōu)選 0. 5% 2%。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的濾膜，其中，成膜后的形狀可以是中空的，也可以是平板的或卷式的。
6.一種制備如權(quán)利要求1至5之一所述的抗菌抑菌濾膜的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1，選擇抗菌抑菌材料，并用酸液浸泡，步驟2，選擇聚合物材料，將其與助劑、溶劑溶解，并將酸液浸泡后的抗菌抑菌材料加入聚合物材料中，采取攪拌的方式混合均勻，步驟3，成膜后，用堿液洗滌。
7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟1中，所述抗菌抑菌材料選自殼聚糖、菌類提取的多糖、海產(chǎn)品中提取的多糖、多肽類物質(zhì)等，優(yōu)選殼聚糖、香菇多糖、大豆多肽，所述酸液選自乙酸、鹽酸、檸檬酸等，浸泡時(shí)間可選取0. 5 60h，優(yōu)選30h。
8.如權(quán)利要求6或7所述的制備方法，其特征在于，所述的聚合物材料選自醋酸纖維素、聚砜、聚醚砜、聚烯烴、聚酯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈等，優(yōu)選醋酸纖維素、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈，所述堿液為氫氧化鈉、碳酸鈉或碳酸氫鈉等，以聚合物材料的重量為基準(zhǔn)，按重量百分比計(jì)，所述的抗菌抑菌材料的用量為聚合物的0.01% 30% 之間，優(yōu)選0. 1 10%，更優(yōu)選0. 5% 2%。
9.如權(quán)利要求6至8之一所述的制備方法，其特征在于，步驟2中所述助劑和溶劑可以是二氧雜環(huán)乙烷、丙酮、甲醇和馬來酸，或者聚乙烯吡咯烷酮、氯化鋅和N-甲基吡咯烷酮， 或者二甲基酰胺，或者ι-甲基-二吡咯烷酮和磷酸，如向醋酸纖維素中添加二氧雜環(huán)乙烷、 丙酮、甲醇和馬來酸，向聚偏氟乙烯中添加聚乙烯吡咯烷酮、氯化鋅和N-甲基吡咯烷酮，向聚砜中添加二甲基酰胺，向聚丙烯腈中添加ι-甲基-二吡咯烷酮和磷酸。
10.如權(quán)利要求6至9之一所述的制備方法，其特征在于，步驟3中，洗滌次數(shù)在2 3 次為佳，最后用純水再洗滌兩遍。
全文摘要
用一種抗菌抑菌材料處理合成聚合物，新的聚合物成膜后具有抗細(xì)菌污染和侵蝕的性能。這種濾膜包含聚合物材料和抗菌抑菌材料，抗菌抑菌材料均勻地分布于聚合物材料中。本發(fā)明還包括對聚砜、聚醚砜、聚烯烴、聚酯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈等材料的中空纖維膜和平板膜的處理，制成的膜可以應(yīng)用在反滲透、超濾、鈉濾、微濾過程中。
文檔編號B01D67/00GK102228802SQ20111017457
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者張會艷 申請人:張會艷