一种用于去除氟聚合物乳液中氟碳表面活性剂的捕获材料

本发明涉及有机合成，具体涉及一种用于去除氟聚合物乳液中氟碳表面活性剂的捕获材料。

背景技术：

1、氟碳表面活性剂(pfas)如全氟辛酸(pfoa)、全氟辛基磺酸(pfos)、全氟-2-丙氧基丙酸铵(genx)等是工业化生产含氟聚合物乳液必要助剂。极高的热稳定性和化学稳定性使得pfas在自然界以及生物体不可降解，会随着食物链或者通过呼吸、接触这类方式进入人体，最终累积在人体内，损害生物体神经系统、生殖系统、免疫系统。因此，去除环境中的pfas受到持续关注。由于这些负面影响，各国对产品或半制品中pfas残余含量颁布了限制条令，所以为了使半制品和产品中pfas残余量不超标，去除乳液中残余pfas是当务之急。但目前的处理手段都是作用于水环境或土壤，对乳液中残余pfas处理技术存在空白。

2、在不破坏乳液体系稳定的情况下去除pfas是目前关键难题。现有技术发现，化学处理手段如催化降解、高级氧化等方法，不仅成本高、效率低、还会破坏氟聚合物乳液体系导致ptfe氟聚合物乳液破乳，因此不适用于乳液中pfas的脱除。相反，物理吸附更适用乳液中pfas的脱除，但现有技术采用的吸附材料，如活性炭、吸附树脂等，这些材料用于体系的脱除方式为过滤、透析等，同样也会破环乳液稳定性。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种用于去除氟聚合物乳液中氟碳表面活性剂的捕获材料，以解决现有技术缺少去除氟聚合物乳液中氟碳表面活性剂的吸附材料、且现有去除方式会破坏氟聚合物乳液的稳定性的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种用于去除氟聚合物乳液中氟碳表面活性剂的捕获材料，所述捕获材料为载体表面接枝有氟碳化合物的材料；其中，所述载体为pp纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯纤维、聚烯烃纤维、聚乙烯醇缩甲醛纤维、聚氯乙烯纤维中的一种；所述氟碳化合物为碳链长度至少为6，且含有碳碳双键、巯基、醛基、羰基、羧基、含氮活性基团中至少一种的氟碳化合物。

4、优选地，所述氟碳化合物包括全氟己基乙烯、全氟辛基乙烯、全氟癸基乙基丙烯酸酯、全氟己基乙硫醇、全氟辛基乙硫醇、全氟癸基乙硫醇、全氟辛醛、全氟己酮、全氟己酸中的一种。

5、本发明提供了一种用于去除氟聚合物乳液中氟碳表面活性剂的捕获材料的制备方法，制备上述捕获材料，包括如下步骤：

6、步骤1：对载体表面进行活化处理，使载体表面形成自由基；

7、步骤2：将步骤1处理后的载体与氟碳化合物进行接枝得到所述捕获材料；其中，接枝过程为在50～80℃条件下反应6h以上；载体与氟碳化合物的摩尔比至少为1:2。

8、优选地，在步骤1中，载体通过等离子处理、引发剂或辐照中的一种使其表面产生自由基。

9、优选地，当采用等离子对载体进行处理时，用等离子机处理200s以上。

10、优选地，当采用引发剂对载体进行处理时，选用过氧化物或偶氮化物作为引发剂，所述引发剂与载体的质量比为1:(4～6)；所述引发剂为过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种。

11、优选地，当采用辐照对载体进行处将pp纤维放置在60coy射线源下辐照12h以上。

12、本发明还提供了一种用于去除氟聚合物乳液中氟碳表面活性剂的捕获材料的应用，采用上述制备方法制备上述捕获材料，所述捕获材料用于去除氟聚合物乳液中氟碳表面活性剂。其中，所述捕获材料的加入量至少为1.4g/l以上。

13、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

14、1、本发明考虑对载体表面进行处理，使纤维载体表面化学键断裂产生大量活性位点，这些活性位点可以被直接用来引发单体聚合；同时，本发明还发现全氟化合物能够对pfas进行特异性识别，使载体纤维相较于其他捕获材料(如活性炭、离子交换树脂等)对pfas具有独特的高选择性。

15、2、本发明选用pp纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯纤维、聚烯烃纤维、聚乙烯醇缩甲醛纤维、聚氯乙烯纤维中的一种作为载体，使捕获材料能够简单、快速的对氟聚合物乳液中的氟碳表面活性剂进行吸附的同时，还不会破坏氟聚合物乳液的稳定性，从而解决现有吸附材料会破坏氟聚合物乳液稳定性的技术问题。

16、3、本发明所述制备方法还发现，对载体采用不同的活化处理方法，会对捕获材料的吸附效果产生一定影响；同时，本发明所述制备方法简单、易于控制，具有很好的工业化应用前景。

技术特征：

1.一种用于去除氟聚合物乳液中氟碳表面活性剂的捕获材料，其特征在于，所述捕获材料为载体表面接枝有氟碳化合物的材料；其中，所述载体为pp纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯纤维、聚烯烃纤维、聚乙烯醇缩甲醛纤维、聚氯乙烯纤维中的一种；所述氟碳化合物为碳链长度至少为6，且含有碳碳双键、巯基、醛基、羰基、羧基、含氮活性基团中至少一种的氟碳化合物。

2.根据权利要求1所述用于去除氟聚合物乳液中氟碳表面活性剂的捕获材料，其特征在于，所述氟碳化合物包括全氟己基乙烯、全氟辛基乙烯、全氟癸基乙基丙烯酸酯、全氟己基乙硫醇、全氟辛基乙硫醇、全氟癸基乙硫醇、全氟辛醛、全氟己酮、全氟己酸中的一种。

3.一种用于去除氟聚合物乳液中氟碳表面活性剂的捕获材料的制备方法，其特征在于，制备权利要求1~2任意所述捕获材料，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，在步骤1中，载体通过等离子处理、引发剂或辐照中的一种使其表面产生自由基。

5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，当采用等离子对载体进行处理时，用等离子机处理200 s以上。

6.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，当采用引发剂对载体进行处理时，选用过氧化物或偶氮化物作为引发剂，所述引发剂与载体的质量比为1:（4~6）；所述引发剂为过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种。

7.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，当采用辐照对载体进行处理时，将载体放置在60coy射线源下辐照至少12 h。

8.一种用于去除氟聚合物乳液中氟碳表面活性剂的捕获材料的应用，其特征在于，采用权利要求3~7任一所述制备方法制备权利要求1~2任一所述捕获材料用于去除氟聚合物乳液中氟碳表面活性剂。

技术总结
本发明公开了一种用于去除氟聚合物乳液中氟碳表面活性剂的捕获材料，所述捕获材料为载体表面接枝有氟碳化合物的材料；其中，所述载体为PP纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯纤维、聚烯烃纤维、聚乙烯醇缩甲醛纤维、聚氯乙烯纤维中的一种；所述氟碳化合物为碳链长度至少为6，且含有碳碳双键、巯基、醛基、羰基、羧基、含氮活性基团中至少一种的氟碳化合物。

技术研发人员：邹伟,杨刚,向佳,杨虎,颜杰
受保护的技术使用者：四川轻化工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11