第11卷第5期 2011年10月
过程工程学报
The Chinese Joumal of Process Engineering
偶合接枝聚乙二醇单甲醚实现聚砜膜材亲水性改性
杜瑞奎，高保娇，安富强，李延斌
(中北大学化学工程系，山西太原030051)
Vol.11 No.5 Oct.2011
摘要：采用自制的氧甲基化试剂1,4-二氯甲氧基丁烷实施聚冢(PSF)的氧甲基化，再以NazCO;为缚酸剂，使氯甲基化聚研(CMPSF)的氯甲基与聚乙二醇单甲醚(PEGME)的端经基之间发生亲核取代反应，将聚乙二醇(PEG)偶合接枝在聚烈侧链上，制得接枝共聚物PSF-g-PEG，实现了聚矾膜材的亲水性改性。表征了其化学结构，考察了主要因素对偶合接枝反应的影响，测定了PSF-g-PEG膜的静态水接触角。结果表明，CMPSF与PEGME的偶合接枝反应可顺利进行，CMPSF的氯甲基与PEGME端羟基间的亲核取代反应属单分子取代反应：溶剂的极性和反应温度对PEG的接枝度影响明显，极性越强，PEG的接枝度越大，当选用极性较强的二甲基乙酰胺作溶剂、最佳反应温度为70C、反应 36h时，PEG的接枝度接近480g/kg，使PSF-g-PEG膜的接触角由未接枝改性时的70°降至35°，亲水性显著增强关键词：聚矾：聚乙二醇：偶合接枝：亲水性改性
中图分类号：0631 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2011)05-0857-06
聚微的亲水性改性，但其化学过程较复杂，包括PEG 与NaH作用形成醇盐的过程及以多聚甲醛与三甲基氯
聚(Polysulfone，PSF)作为一类工程塑料，具有优良的力学性能、热稳定性、化学稳定性，且由于其具有良好的成膜性能，在膜分离技术（包括滤膜与电滤析膜）方面也有极为重要的应用，如聚砜超滤膜、聚砜纳滤膜及聚砜离子交换膜等1-，但由于聚砜材料的疏水性，聚砜滤膜在使用过程中会对蛋白质等大分子物质产生疏水性吸附，使超滤膜的通透率下降30%以上，造成严重的膜污染，严重限制了聚砜膜的实际应用[5-8]，对聚砜膜或膜材进行亲水性改性是解决蛋白质等大分子物质的污染问题、从而有效提高聚风膜使用性能的重要途径
目前已报道的关于聚砜膜或膜材的亲水性改性方法除低温等离子体处理法1910)外，主要有一般化学改性与接枝改性两种.一般化学改性法是设法在膜表面化学键联磺酸基、羟基及羧酸基等亲水性基团，使聚砜膜的亲水性得到明显改善[11,12]；接枝改性法则是通过在聚膜表面或膜材的聚合物侧链上接枝水溶性聚合物，以显著提高聚砜膜的亲水性，此法包括紫外辐射接枝法、高能辐射接枝法及化学接枝法[13-15]，其中化学接枝法更方便可行.Pieracci等[16]采用表面引发的原子转移自由基聚合法，实现了甲基丙烯酸羟已酯在氧甲基化聚砜膜上的接枝聚合：Li等[17]也采用原子转移自由基聚合法实施了甲基丙烯酸单甲醚乙二醇酯在氯甲基化聚砜膜上的接枝聚合：Jane等18]采用偶合接枝方式，在聚砜主链上接枝了聚乙二醇(PolyethyleneGlycol,PEG)侧链，实现了
硅烷为试剂实现聚砜氯甲基化的过程，接枝聚合所制聚合物中含大量亲水链节，故接枝改性法是聚亲水性改性的有效方法。但文献中关于通过接枝水溶性聚合物实现聚砜亲水性改性的报道十分有限，
本研究采用更简捷高效的方法将PEG偶合接枝在聚砜大分子链上，是对Jane等方法的重大改进，先采用自制的无致癌毒性的氧甲基化试剂1,4-二氧甲氧基丁烷[1,4-Bis(chloromethoxy)Butane,BCMB]快捷地实施聚砜的氯甲基化，再以NazCO,为缚酸剂，顺利实现聚乙二醇单甲醚(Polyethylene Glycol Monomethyl Ether, PEGME)在聚侧链上的偶合接枝，制得了亲水性改性聚膜材，即接枝共聚物PSF-g-PEG.深入考察了偶合接枝反应的机理与主要因素的影响，并研究了该共聚物形成的膜的化学结构与亲水性之间的关系
2实验 2.1原料与仪器
聚矾(PSF，上海塑料工业联合公司曙光化工厂，工业级，相对分子量67000),，1,4-二氯甲氧基丁烷(BCMB 自制)，无水四氧化锡(SnCL4，天津市元立化工有限公司，分析纯)，聚乙二醇单甲醚-750(PEGME-750，北京中西远大科技有限公司，平均相对分子量750，分析纯)，N,N-二甲基乙酰胺(N,N-Dimethylacetamide，DMAC，天津市博通化工股份有限公司，分析纯），其他试剂均为市售
收璃日期：20110721，修回日期：201109-09
基金项目：山西省白热科学基金资助项口(编号：2008021013)：山西省研究生优秀创新基金资助项月(编号：20093077)
作者篇介：杜瑞至(1979-)，男，山西省和顺县人，博士研究生，讲师，主要研究方向为功能高分子材料，E-mail:dukui1107@163.com：高保娇，通讯联
系人, E-mail:gaobaojiao@126.com
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