交联型聚电解质-表面活性剂复合物的制备方法及用图_2

文档序号:8930052阅读:来源:国知局

【具体实施方式】
[0016]交联型聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-CO-丙烯酸羟烷酯)-磺酸型阴离子表面活性剂复合物的制备方法包括以下步骤:
1)将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵单体和丙烯酸羟烷酯单体配成质量百分比浓度为10~30 wt%水溶液,通入氮气,加入质量百分比浓度为1~3 wt%的水溶性氧化-还原引发剂,采用溶液聚合法,在30~50°C下聚合5~24 h后,用丙酮沉淀,多次洗涤后,得到聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸羟烷酯)共聚物,真空干燥后备用;
2)将聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸羟烷酯)共聚物加入到去离子水中,在20~60°C下搅拌3~12 h,待完全溶解,调节溶液pH,得到聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸羟烷酯)共聚物水溶液;将磺酸型表面活性剂按比例加入到去离子水中,在20~60°C下搅拌3~12 h,待完全溶解,调节溶液pH,得到磺酸型表面活性剂水溶液;将磺酸型表面活性剂水溶液以10 mL/min的速度逐滴加入到聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸羟烷酯)共聚物水溶液中,并采用透光度实验监测滴定过程,待光透过率到最小值,达到滴定络合终点,反复过滤,洗涤,得到固态聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸羟烷酯)-磺酸型阴离子表面活性剂复合物;
3)将聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸羟烷酯)-磺酸型阴离子表面活性剂复合物加入到有机溶剂中,室温下搅拌5~24 h,待完全溶解后,加入交联剂,搅拌1~5h后,调节pH,静置0.5-2 h,得到聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸羟烷酯)-磺酸型阴离子表面活性剂复合物分散液;采用400 ym厚的刮刀,将聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-CO-丙烯酸羟烷酯)-磺酸型阴离子表面活性剂复合物分散液均匀地涂刮于干燥的支撑层上,在20~60°C下干燥2~5 h后,交联固化,得到交联型聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-CO-丙烯酸羟烷酯)-磺酸型阴离子表面活性剂复合物膜。
[0017]步骤I)中所述丙烯酸羟烷酯单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟丙酯;步骤2)中所述的磺酸型表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠或全氟丁基磺酸;步骤3)中所述的交联剂为甲基三乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、硅酸四乙酯、乙稀基二乙氧基娃烧、四丙氧基娃烧、乙基二乙氧基娃烧、(3-疏基丙基)二甲氧基娃烧、甲基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、三甲氧基甲硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、三乙氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、三乙氧基(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氣辛基)娃烧、3_氣丙基二乙氧基娃烧、N-丙基二乙氧基娃烧或N-氛乙基_ γ _氛丙基二甲氧基硅烷。
[0018]步骤I)中所述甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵单体和丙烯酸羟烷酯单体的共聚质量比例为14:1~1:1。
[0019]步骤I)中所述的氧化-还原引发剂中的氧化剂为过硫酸铵或过硫酸钾,所述的氧化-还原引发剂中的还原剂为亚硫酸氢钠,氧化剂和还原剂的质量比为1:1。
[0020]步骤2)中所述的聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸羟烷酯)共聚物水溶液或磺酸型表面活性剂水溶液的摩尔浓度为0.001-1 mol/L ;步骤2)中所述的聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸羟烷酯)共聚物水溶液及磺酸型表面活性剂水溶液的pH值范围为4~9。
[0021]步骤3)中所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇或正丁醇;步骤3)中所述聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸羟烷酯)_磺酸型阴离子表面活性剂复合物分散液的质量百分比浓度为0.01~20 wt%o
[0022]步骤3)中交联剂的质量百分浓度为0.5-20 wt%。
[0023]步骤3)中所述的支撑层为聚砜平板超滤膜或聚丙烯腈平板超滤膜。
[0024]步骤3)中所述的交联固化温度为50~120°C,交联时间为2~10 h。
[0025]交联型聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-CO-丙烯酸羟烷酯)-磺酸型阴离子表面活性剂复合物应用于制备渗透汽化优先透醇膜。
[0026]交联型交联型聚电解质-表面活性剂复合物渗透汽化优先透醇膜的分离性能测试方法如下:将透醇膜置于不锈钢膜池中,有效面积为18.09cm2,膜下侧压力保持300Pa,开启真空泵,采用液氮冷凝收集一定时间内的透过物,透过物的组成采用气相色谱进行分析。对膜的渗透通量(J)和分离因子(α )进行测定,其计算公式为:J=m/ (A.At); a=(yi/yj)/(XiAj);其中A为膜面积,At为操作时间,m为At时间内通过面积为A的PV膜的透过液质量,X,y分别表示料液和渗透液组成,下标i,j分别表示组分i和j。
[0027]下面给出本发明的实施例,但本发明不受实施例的限制:
实施例1:
将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵单体和丙烯酸-2-羟乙酯单体以质量配比为14:1,配成质量百分比浓度为30 wt%水溶液,通入氮气,加入质量百分比浓度为I被%的水溶性氧化-还原引发剂,采用溶液聚合法,在40°C下聚合8 h,用丙酮沉淀,多次洗涤后,得到聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸-2-羟乙酯)共聚物,真空干燥后备用。取0.99 g共聚物质量比为14:1的聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-CO-丙烯酸-2-羟乙醋)共聚物加入到500 g去离子水中,30°C下搅拌4h完全溶解,调节溶液pH=4,得到聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸-2-羟乙酯)共聚物水溶液;取1.44 g十二烷基磺酸钠加入到500 g去离子水中,30°C下搅拌4 h完全溶解,调节溶液pH=4,得到十二烷基磺酸钠水溶液;将十二烷基磺酸钠水溶液以10 mL/min的速度逐滴加入到聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸-2-羟乙酯)共聚物水溶液中,并采用透光度实验监测滴定过程,待光透过率到最小值,达到滴定络合终点。反复过滤,洗涤,烘干,得到固态聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸-2-羟乙酯)-十二烷基磺酸钠复合物。将0.Sg的聚甲基丙烯酰氧乙基氯化铵单体-丙烯酸-2-羟乙酯/十二烷基磺酸钠复合物加入到20g的乙醇中,25°C下搅拌12 h,完全溶解后,静置I h后,采用400 μπι厚的刮刀,将将上述溶液均匀地涂刮于干燥的聚丙烯腈超滤底膜上,在40°C下干燥2 h后,得到聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-C0-丙烯酸-2-羟乙酯)-十二烷基磺酸钠复合物膜。测定膜在30°C条件下对5.0 wt%乙醇/水溶液的分离结果为:渗透通量为4.68 kg.πΓ2 ,透过液乙醇浓度为12.74 wt%,分离因子为2.77。
[0028]实施例2:
将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵单体和丙烯酸-2-羟乙酯单体以质量配比为1:1,配成质量百分比浓度为10 wt%水溶液,通入氮气,加入质量百分比浓度为I被%的水溶性氧化-还原引发剂,采用溶液聚合法,在40°C下聚合5 h,用丙酮沉淀,多次洗涤后,得到聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸-2-羟乙酯)共聚物,真空干燥后备用。取0.75 g共聚物质量比为1:1的聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸-2-羟乙酯)共聚物加入到500 g去离子水中,30°C下搅拌4 h完全溶解,调节溶液pH=9,得到聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸-2-羟乙酯)共聚物水溶液;取2.07 g十二烷基磺酸钠加入到500g去离子水中,50°C下搅拌4h完全溶解,调节溶液pH=9,得到十二烷基磺酸钠水溶液;将十二烷基磺酸钠水溶液以10 mL/min的速度逐滴加入到聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸-2-羟乙酯)共聚物水溶液中,并采用透光度实验监测滴定过程,待光透过率到最小值,达到滴定络合终点。反复过滤,洗涤,干燥,得到固态聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸-2-羟乙酯)共聚物-十二烷基磺酸钠复合物。将0.8 g的聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-Co-丙烯酸-2-羟乙酯)共聚物-十二烷基磺酸钠复合物加入到20 g的乙醇中,25°C下搅拌12 h,完全溶解后,静置I h后,采用400 μm厚的刮刀,将将上述溶液均匀地涂刮于干燥的聚丙烯腈超滤底膜上,在40°C下干燥
2h后,得到聚甲基丙烯酰氧乙基氯化铵-丙烯酸-2-羟乙酯
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