季銨鹽改性聚醚砜濾膜的制備
導讀:本文天津津騰實驗設備有限公司以DMAEMA為原料合成不同長度烷鏈取代的季銨鹽衍生物，采用紫外光交聯(lián)的方法將此類季銨鹽單體接枝到聚醚砜濾膜上，獲得改性濾膜。通過X射線光電子能
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發(fā)布日期：2019-10-15 10:10【大 中 小】
本文天津津騰實驗設備有限公司以DMAEMA為原料合成不同長度烷鏈取代的季銨鹽衍生物，采用紫外光交聯(lián)的方法將此類季銨鹽單體接枝到聚醚砜濾膜上，獲得改性濾膜。通過X射線光電子能譜儀、衰減全反射-傅里葉變換紅外光譜儀、固體表面流動電位儀、場發(fā)射掃描電子顯微鏡對改性濾膜表面的化學組成、表面電位和形態(tài)結(jié)構(gòu)進行表征；以革蘭氏陰性菌大腸桿菌和革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌作為模式細菌，通過細菌接觸實驗和靜態(tài)吸附實驗探討改性濾膜抗菌抗吸附的性能；通過菌液過濾試驗評價濾膜的抗堵塞能力。
1季銨鹽對聚醚砜濾膜的改性
聚醚砜濾膜的改性方法采用平板壓片-紫外光交聯(lián)法，反應裝置自制。四種自制季銨鹽單體溶解于去離子水中，配置成2%的單體溶液，使用前經(jīng)過氮氣吹泡或超聲脫氣的方法脫氣處理30min，以去除溶液中的氧氣。將聚醚砜濾膜置于直徑為60mm的培養(yǎng)皿內(nèi)，浸泡在6mL單體溶液中，濾膜上壓置一塊玻璃平板，在紫外光照射下交聯(lián)30min。反應停止后將濾膜取出并立即用大量去離子水反復沖洗，然后浸泡在50%的乙醇/水溶液中2h，以去除多余的單體及自聚物。最后改性濾膜用去離子水反復沖洗去除乙醇，室溫下晾干備用。
2抗菌實驗
采用震蕩接觸法檢測細菌與改性濾膜接觸后的存活數(shù)量，評價改性濾膜的抗菌性能。取直徑為50mm的聚醚砜濾膜放置在40mL菌懸液中，于37℃恒溫箱中震蕩培養(yǎng)24h，使細菌與濾膜充分接觸。之后從中吸取適量菌懸液用PBS緩沖液稀釋104-106倍，采用平板計數(shù)法測量接觸實驗后菌懸液的細菌濃度，計算原菌懸液細菌減少數(shù)量。實驗以未改性的聚醚砜濾膜為空白對照，每份細菌稀釋液重復三次平板計數(shù)實驗。接觸性抗菌材料可以通過殺滅細菌抑制表面生物膜的形成，更重要的是它可以降低環(huán)境中的細菌數(shù)量，從而長期維持抗細菌污染的能力。
本文天津津騰實驗設備有限公司通過化學手段合成了四種不同長度烷鏈取代的季銨鹽單體，并將其作為改性劑，通過紫外交聯(lián)接枝的方法，制備了四種聚醚砜改性濾膜，并探討了改性前后濾膜的理化性質(zhì)變化。改性濾膜具有一定的接觸性抗菌能力，表現(xiàn)出良好的抗細菌污染性質(zhì)。與初始濾膜相比，膜的過濾效率與使用壽命均得到了很好的提高。主要結(jié)論如下：
（1）季銨鹽單體在PES表面接枝會形成皮層造成膜孔堵塞，由于分子內(nèi)及分子間氫鍵作用，膜表面的皮層較為緊密，具有較高的空間位阻效應，皮層質(zhì)地較為松散，可以保留濾膜大部分原有膜孔。
（2）季銨鹽的改性使得聚醚砜濾膜表面帶有正電特性，可以促進季銨鹽功能基團與細菌外壁相互作用，有利于抗菌活性的發(fā)揮。
（3）季銨鹽改性濾膜具有良好的抗菌活性，且抗菌能力大小與烷鏈取代基長度有關(guān)，的抗菌活性要高于；改性濾膜可以接觸性殺滅環(huán)境中的細菌，抑制表面細菌的生長與吸附，具有一定的抗細菌污染能力；接觸性抗菌濾膜改性應該選擇取代基在八個碳原子數(shù)以上的季銨鹽。
（4）與初始濾膜相比，季銨鹽改性濾膜在菌液過濾過程中，膜通量衰減速率較慢，穩(wěn)定通量較高，清洗后膜通量可恢復（RFR=88.3%和92.7%），具有較長的使用壽命。
