季铵盐改性聚醚砜滤膜的制备

本文天津津腾实验设备有限公司以DMAEMA为原料合成不同长度烷链取代的季铵盐衍生物，采用紫外光交联的方法将此类季铵盐单体接枝到聚醚砜滤膜上，获得改性滤膜。通过X射线光电子能谱仪、衰减全反射-傅里叶变换红外光谱仪、固体表面流动电位仪、场发射扫描电子显微镜对改性滤膜表面的化学组成、表面电位和形态结构进行表征；以革兰氏阴性菌大肠杆菌和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌作为模式细菌，通过细菌接触实验和静态吸附实验探讨改性滤膜抗菌抗吸附的性能；通过菌液过滤试验评价滤膜的抗堵塞能力。

1季铵盐对聚醚砜滤膜的改性
聚醚砜滤膜的改性方法采用平板压片-紫外光交联法，反应装置自制。四种自制季铵盐单体溶解于去离子水中，配置成2%的单体溶液，使用前经过氮气吹泡或超声脱气的方法脱气处理30min，以去除溶液中的氧气。将聚醚砜滤膜置于直径为60mm的培养皿内，浸泡在6mL单体溶液中，滤膜上压置一块玻璃平板，在紫外光照射下交联30min。反应停止后将滤膜取出并立即用大量去离子水反复冲洗，然后浸泡在50%的乙醇/水溶液中2h，以去除多余的单体及自聚物。最后改性滤膜用去离子水反复冲洗去除乙醇，室温下晾干备用。

2抗菌实验
采用震荡接触法检测细菌与改性滤膜接触后的存活数量，评价改性滤膜的抗菌性能。取直径为50mm的聚醚砜滤膜放置在40mL菌悬液中，于37℃恒温箱中震荡培养24h，使细菌与滤膜充分接触。之后从中吸取适量菌悬液用PBS缓冲液稀释104-106倍，采用平板计数法测量接触实验后菌悬液的细菌浓度，计算原菌悬液细菌减少数量。实验以未改性的聚醚砜滤膜为空白对照，每份细菌稀释液重复三次平板计数实验。接触性抗菌材料可以通过杀灭细菌抑制表面生物膜的形成，更重要的是它可以降低环境中的细菌数量，从而长期维持抗细菌污染的能力。


本文天津津腾实验设备有限公司通过化学手段合成了四种不同长度烷链取代的季铵盐单体，并将其作为改性剂，通过紫外交联接枝的方法，制备了四种聚醚砜改性滤膜，并探讨了改性前后滤膜的理化性质变化。改性滤膜具有一定的接触性抗菌能力，表现出良好的抗细菌污染性质。与初始滤膜相比，膜的过滤效率与使用寿命均得到了很好的提高。主要结论如下：

（1）季铵盐单体在PES表面接枝会形成皮层造成膜孔堵塞，由于分子内及分子间氢键作用，膜表面的皮层较为紧密，具有较高的空间位阻效应，皮层质地较为松散，可以保留滤膜大部分原有膜孔。
（2）季铵盐的改性使得聚醚砜滤膜表面带有正电特性，可以促进季铵盐功能基团与细菌外壁相互作用，有利于抗菌活性的发挥。
（3）季铵盐改性滤膜具有良好的抗菌活性，且抗菌能力大小与烷链取代基长度有关，的抗菌活性要高于；改性滤膜可以接触性杀灭环境中的细菌，抑制表面细菌的生长与吸附，具有一定的抗细菌污染能力；接触性抗菌滤膜改性应该选择取代基在八个碳原子数以上的季铵盐。
（4）与初始滤膜相比，季铵盐改性滤膜在菌液过滤过程中，膜通量衰减速率较慢，稳定通量较高，清洗后膜通量可恢复（RFR=88.3%和92.7%），具有较长的使用寿命。