专利名称：一种聚硅氧烷-聚苯醚交联嵌段共聚物、制备方法及应用的制作方法
技术领域：
本发明属于高分子聚合物技术领域，主要涉及用于优先透醇膜的聚硅氧烷-聚苯醚交联嵌段共聚物、制备方法及应用。
背景技术：
燃料乙醇作为一种新兴、无污染、可再生的清洁能源，得到了广泛的关注。其中发酵-渗透蒸发耦合过程采用透醇膜在发酵的同时原位分离乙醇，以避免乙醇对菌种无氧发酵的抑制作用从而实现连续操作，该技术生产无水乙醇可得到较高浓度的乙醇溶液，从而大大降低传统生产中后期蒸馏浓缩的能耗，提高燃料乙醇的经济性，是最有应用前景的分离技术之一。根据极性相似、溶剂化、溶解度参数等原则，渗透汽化优先透醇膜材料通常具有极性低、表面能小和溶解度小等性质。此种膜需要有较高的优先透过选择性和通量，并在各种化学物质和机械应力作用下长期稳定。聚二甲基硅氧烷(PDMS)是目前最主要的透醇材料。PDMS是直链粘滞性聚硅氧烷， 为非极性材料，在一定条件下固化形成弹性体，由于键角可在很大范围内变动，使其分子链高度卷曲形成螺旋形结构，分子间的作用力又十分微弱，所以分子链柔软易活动，自由体积较大，各种分子均易透过。聚苯醚是一种物理、化学性能稳定的热塑性聚合物，具有优良的机械性能和热稳定性能，其成膜性能好，强度高。如能将PDMS、PPO从分子尺度方面设计合成嵌段共聚物，可得到结合两者有点的透醇膜材料。但是由于两种物质均是分子量超过 10000的大分子聚合物，端基官能团所占整个分子的比例较小，同时将两者进行共混会发生非常明显的相分离，因此直接嵌段共聚制备两种物质聚合物存在较大的难度。若选择一种物质的官能团能与聚硅氧烷的氨基和聚苯醚的羟基质的端基有很好的反应活性，那么便很容易制得两种物质的嵌段共聚物。交联剂是一种受热能放出游离基来活化高分子链，使它们发生化学反应而相互交联起来的一种助剂。例如交联剂甲苯二异氰酸酯(TDI)的异氰酸酯基，分别与线性聚硅氧烷的氨基和刚性聚苯醚的羟基通过高分子链之间的交联反应得到三维的网状结构，这种结构可提高聚合物的热稳定性和化学耐蚀性，其所制备的膜在成膜性和机械性能方面可得到大大改善。下图为其分子反应式。
权利要求
1.一种聚硅氧烷-聚苯醚嵌段共聚物，其特征在于，聚硅氧烷-聚苯醚嵌段共聚物结构式为
2.权利要求1的嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，交联剂均为多个不饱和双键或三键的化合物，聚硅氧烷为双氨基封端的聚合物，聚苯醚为双羟基封端的聚合物，具体包括以下步骤将交联剂溶于溶剂中，取具有活性端基的聚苯醚和聚硅氧烷分别溶于同种溶剂中备用，交联剂、聚硅氧烷、聚苯醚按摩尔比为0 4) 1 1 ；在80 120°C条件下向交联剂溶液中，然后再向反应液中滴加聚硅氧烷溶液，滴加时间为1. 5h ；恒定反应3. 5h，反应停止；反应后的混合物经过滤、沉淀剂沉淀、抽滤、甲醇洗、减压蒸馏除去溶剂、催化剂及沉淀剂，既得聚硅氧烷-聚苯醚嵌段共聚物； 所述聚硅氧烷的结构式(I)为
3.按照权利要求2的方法，其特征在于，所述溶剂为甲苯、氯苯、二甲基亚砜、氯仿或四氯化碳。(I )
4.按照权利要求2的方法，其特征在于，交联剂为甲苯二异氰酸酯，N，N'-羰基二咪唑时，滴加聚苯醚溶液后向反应液中加入催化剂二月桂酸二丁基锡。
5.利用权利要求1的聚硅氧烷-聚苯醚嵌段共聚物制备非对称膜的方法，其特征在于， 包括以下步骤①铸膜液配制将嵌段共聚物按质量百分比浓度10% 15%溶于溶剂中，然后加入正丁醇，使其质量百分比为6 12%，配制成铸膜液；②非对称膜制备将①制得的铸膜液在常温下搅拌溶解，静置脱泡，在干燥低温的环境下，于玻璃板上刮制成膜，在空气中暴露15 60s，将玻璃板放入甲醇浴中凝胶成膜，浸泡后，将其取出，于干燥低温的环境中保存。
6.按照权利要求5的方法，其特征在于，溶剂为氯仿，氯苯。
7.按照权利要求5的方法，其特征在于，在甲醇浴中浸泡的时间大于20min。
全文摘要
本发明公开了一种聚硅氧烷-聚苯醚交联嵌段共聚物、制备方法及应用，属于高分子聚合物技术领域。本发明将交联剂溶于溶剂中，取聚苯醚和聚硅氧烷分别溶于同种溶剂中，交联剂、聚硅氧烷、聚苯醚按摩尔比为(2～4)∶1∶1；进行反应，反应停止后，混合物经过滤、沉淀剂沉等除去溶剂、催化剂及沉淀剂，即得聚硅氧烷-聚苯醚嵌段共聚物，式中R′为对应的R为利用本发明的聚硅氧烷-聚苯醚嵌段共聚物制备非对称膜，制成的膜表层致密，支撑层呈海绵状，具有良好的机械性能和优先透有机物的性质，适合于分离有机物/水体系。
文档编号C08G65/48GK102161768SQ20111006482
公开日2011年8月24日 申请日期2011年3月17日 优先权日2011年3月17日
发明者刘威, 牛洪金, 秦振平, 纪树兰 申请人:北京工业大学