本發(fā)明屬于膜科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型隔氧光引發(fā)水凝膠復(fù)合膜的制備方法。
背景技術(shù)：
復(fù)合膜是以微孔膜或超濾膜作支撐層，在其表面覆蓋以厚度僅為0.1～0.25微米的均質(zhì)膜作皮層構(gòu)成的分離膜。在膜科學(xué)領(lǐng)域，膜制備的方法有很多種，例如，(1)層壓法，首先制備很薄的致密均質(zhì)膜，而后層壓于微孔支撐層上。(2)浸涂法，把聚合物溶液浸涂于微孔膜上，然后干燥而成，也可以把活性單體或預(yù)聚物溶液浸涂于微孔膜上，用熱或輻射固化。(3)等離子體氣相沉積法，用等離子輝光使微孔支撐膜的表面產(chǎn)生致密的均質(zhì)膜。(4)界面聚合法，在微孔支撐膜表面上，用活性單體進(jìn)行界面聚合等等。不同的制備方法適合不同的制膜體系。
膜結(jié)晶技術(shù)是化工分離以及膜科學(xué)領(lǐng)域中的一種新型技術(shù)，它的基本原理是通過(guò)膜蒸餾來(lái)去除溶液中的溶劑到達(dá)過(guò)飽和狀態(tài)，從而完成濃縮結(jié)晶的目的。尤其在結(jié)晶困難的生物大分子蛋白質(zhì)領(lǐng)域，膜結(jié)晶有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)。為了解蛋白質(zhì)的具體功能和作用機(jī)制，需在原子分辨率水平下觀察三維結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)晶體三維結(jié)構(gòu)的確定對(duì)于了解其分子功能和設(shè)計(jì)病理學(xué)中有特殊靶點(diǎn)的新型藥物有著重要的作用。目前，能否獲得高質(zhì)量適合于x射線衍射的晶體是確定蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的主要瓶頸。
現(xiàn)階段對(duì)于蛋白質(zhì)膜結(jié)晶的研究?jī)H僅局限在商業(yè)用膜領(lǐng)域，膜改性方面的研究尚未出現(xiàn)。將膜結(jié)晶用膜進(jìn)行改性可以促進(jìn)非均相成核進(jìn)行，根據(jù)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，可利用不同的改性手段和改性材料，促進(jìn)多種晶型的晶體形成，并且盡可能增大晶體尺寸，降低誘導(dǎo)時(shí)間，減小初始濃度，從而降低了蛋白質(zhì)的結(jié)晶難度，提升了膜結(jié)晶的生產(chǎn)效率和晶型多樣性。膜改性的探索對(duì)生物大分子蛋白質(zhì)膜結(jié)晶有很大的發(fā)展空間和研究意義。
水凝膠是一種具有3d網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的柔性聚合物材料，由于它獨(dú)特的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)而具有溶脹通透性，通過(guò)改變單體和交聯(lián)劑的種類和比例合成不同性能不同網(wǎng)格尺寸的水凝膠。水凝膠涂覆在pp，pvdf等機(jī)械強(qiáng)度好的疏水微孔膜可形成對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)晶有促進(jìn)作用的水凝膠復(fù)合膜，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的存在可促進(jìn)蛋白質(zhì)結(jié)晶成核，降低蛋白質(zhì)的初始濃度，增大蛋白質(zhì)結(jié)晶尺寸，對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)晶有很重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提出一種新型隔氧光引發(fā)水凝膠復(fù)合膜制膜方法。本方法是在商業(yè)膜作為基膜的條件下，利用玻璃板，基膜，預(yù)聚物三者形成的整體解決疏水性基膜和親水性預(yù)聚物的不親和問(wèn)題、水凝膠復(fù)合膜表面的均勻鋪展問(wèn)題以及預(yù)聚物交聯(lián)反應(yīng)所需的隔氧問(wèn)題。通過(guò)引入新的制膜方法，解決了水凝膠復(fù)合膜制備過(guò)程的三大問(wèn)題。
本發(fā)明的技術(shù)方案：
一種新型隔氧光引發(fā)水凝膠復(fù)合膜的制備方法，步驟如下：
(1)將聚乙二醇雙丙烯酸酯和n-異丙基丙烯酰胺按照摩爾比為5～50:1混合，形成復(fù)合膜涂膜預(yù)聚物；再加入復(fù)合膜涂膜預(yù)聚物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1～2％的光引發(fā)劑，攪拌至溶解完全，得到預(yù)聚物；其中，聚乙二醇雙丙烯酸酯中聚乙二醇的分子量為400或200；
(2)選取基膜材料及尺寸，預(yù)處理；
(3)將步驟(1)得到的預(yù)聚物均勻滴加到玻璃板表面，再將裁剪好的基膜覆蓋于預(yù)聚物上，使用滾筒在基膜表面來(lái)回滾動(dòng)，使玻璃板和基膜之間的預(yù)聚物均勻鋪展，并達(dá)到隔氧狀態(tài)；將玻璃板、預(yù)聚物、基膜三者形成的整體置于紫外燈下進(jìn)行紫外光照射交聯(lián)10～60min，反應(yīng)完全即得水凝膠復(fù)合膜；將水凝膠復(fù)合膜洗滌，在30～70℃溫度條件下干燥，直至水凝膠復(fù)合膜質(zhì)量不再變化。
所述的光引發(fā)劑為適用于不飽和聚酯的水性體系并且具有較低揮發(fā)度和氣味的光引發(fā)劑，進(jìn)一步確定為irgacure2959。
所述的基膜材料為平板膜、有機(jī)膜和無(wú)機(jī)膜，進(jìn)一步，有機(jī)膜包括ptfe(聚四氟乙烯)、pvdf(聚偏氟乙烯)、pei(聚醚酰亞胺)、pva(聚乙烯醇)、pvc(聚氯乙烯)、pvf(聚氟乙烯)、pe(聚乙烯)、pp(聚丙烯)、pi(聚酰亞胺)、pu(聚氨酯)和ca(醋酸纖維素)；無(wú)機(jī)膜包括陶瓷膜、沸石膜、金屬氧化物膜和naa型分子篩膜。
所用的紫外燈是一種低壓汞燈，利用低壓汞蒸汽(<10-2pa)被激發(fā)后發(fā)射紫外線。
本發(fā)明的有益效果：
(1)新的制膜方法解決了親水性預(yù)聚物不能在疏水性基膜上均勻鋪展的問(wèn)題，制得了具有均勻表面功能層的水凝膠復(fù)合膜；
(2)新的制膜方法提供了預(yù)聚物交聯(lián)需要的隔氧環(huán)境，不需要引入其他隔氧預(yù)處理步驟，簡(jiǎn)化了制膜過(guò)程和制膜裝置；
(3)新的制膜方法可以通過(guò)改變預(yù)聚物體積、紫外光強(qiáng)度和照射時(shí)間便捷地控制復(fù)合層厚度和結(jié)合強(qiáng)度。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合技術(shù)方案，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。
實(shí)施例1
制備水凝膠復(fù)合膜預(yù)聚物，聚乙二醇雙丙烯酸酯：n-異丙基丙烯酰胺＝5:1的摩爾比，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％的光引發(fā)劑irgacure2959，磁力攪拌直至溶解完全，得到涂膜預(yù)聚物。其中，聚乙二醇雙丙烯酸酯中聚乙二醇的分子量為400。
選取基膜材料及尺寸：選用面積為10×10cm2的pp平板膜為基膜。
將洗凈的玻璃板平整放于桌面，將所配置的預(yù)聚物用滴管取2ml，均勻滴加在玻璃板表面。
將裁剪好的基膜覆蓋于預(yù)聚物上，使用滾筒在基膜表面來(lái)回滾動(dòng)，使玻璃板和基膜之間的預(yù)聚物能均勻平整地鋪展，此時(shí)三者形成的整體已經(jīng)達(dá)到隔氧條件。
將玻璃板、預(yù)聚物、基膜三者形成的整體使基膜在上置于紫外燈365nm波長(zhǎng)下進(jìn)行紫外光照射交聯(lián)30min，反應(yīng)完全。
取出已完成交聯(lián)反應(yīng)的水凝膠復(fù)合膜，將水凝膠復(fù)合膜置于去離子水中洗滌從而去除光引發(fā)劑。洗滌干凈后置于烘箱中50℃烘干，直至水凝膠復(fù)合膜質(zhì)量不再變化。
實(shí)施例2
制備水凝膠復(fù)合膜預(yù)聚物，聚乙二醇(200)雙丙烯酸酯：n-異丙基丙烯酰胺＝10:1的摩爾比，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％的光引發(fā)劑irgacure2959，磁力攪拌直至溶解完全，得到涂膜預(yù)聚物。其中，聚乙二醇雙丙烯酸酯中聚乙二醇的分子量為200。
選取基膜材料及尺寸：選用面積為10×10cm2的pp平板膜為基膜。
將洗凈的玻璃板平整放于桌面，將所配置的預(yù)聚物用滴管取2ml，均勻滴加在玻璃板表面。
將裁剪好的基膜覆蓋于預(yù)聚物上，使用滾筒在基膜表面來(lái)回滾動(dòng)，使玻璃板和基膜之間的預(yù)聚物能均勻平整地鋪展，此時(shí)三者形成的整體已經(jīng)達(dá)到隔氧條件。
將玻璃板、預(yù)聚物、基膜三者形成的整體使玻璃板在上置于紫外燈365nm波長(zhǎng)下進(jìn)行紫外光照射交聯(lián)30min，反應(yīng)完全。
取出已完成交聯(lián)反應(yīng)的水凝膠復(fù)合膜，將水凝膠復(fù)合膜置于去離子水中洗滌從而去除光引發(fā)劑。洗滌干凈后置于烘箱中60℃烘干，直至水凝膠復(fù)合膜質(zhì)量不再變化。