一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法与流程

文档序号:36236250发布日期:2023-12-01 17:17阅读:76来源:国知局

本发明属于功能材料和膜分离,具体为一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法。


背景技术:

1、膜技术由于其高效、节能、无污染、无后处理过程,适用于各种分离过程,诸如过滤,蒸馏、吸收、解吸、萃取等,因而被广泛应用于水处理、能源、环境电子及生物医药等领域。膜材料作为该技术的核心,材料及制膜技术的发展严重制约该技术的进步与扩展。由此可知,积极研究与开发新的制膜材料与技术将极大的促进该技术在各个领域的广泛应用。

2、由于应用领域不同,对膜性能也呈现出不同的要求,如水处理,要求膜表面具有较高的亲水性,以便水快速透过薄膜,最大程度提高膜的处理能力;然而对于膜蒸馏,膜脱气,膜萃取等领域,膜越疏水,越有利于该过程高效运行。目前常用的膜材料,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈等,由于制膜及改性技术不断创新与发展,均呈现出较好的亲水性,且已被广泛的应用于水处理领域。但由于材料本身及膜表面结构原因,这些膜的疏水程度还有待提高,导致它们在其他领域的应用拓展一直被严重制约。因此展开此研究,致力于提高膜材料的疏水性,促进疏水膜所需分离领域的发展,降低能耗,提高效率,将产生巨大的经济效益。

3、迄今为止,许多工作关于疏水膜已展开,主要方法为表面先构建微纳结构,后植入疏水基团或低表面能聚合物。专利cn101463140a公开了一种超疏水聚偏氟乙烯的制备方法及其制品,其将聚偏氟乙烯膜先进行等离子体处理构建微纳结构,后化学气相沉积有机硅烷进行疏水改性,得到超疏水聚偏氟乙烯膜。专利103191855a公开了一种超疏水复合膜及其制备方法,将纳米粒子和聚有机硅氧烷共混,然后喷涂于膜表面,后烘干,得到超疏水多孔膜。专利cn104014259a先将含氟疏水性材料γ辐照接枝于常用膜材料聚合物上,后涂覆于多孔膜表面,制备出疏水性多孔膜。上述方法虽然可以制备出超疏水性多孔膜,但采用的材料类似聚硅氧烷与膜表面粘结能力低,不稳定容易脱落;另外等离子体或γ射线辐照等构建表面结构技术均不适宜实际应用。因此寻找一种简单而实用的膜疏水改性方法至关重要且刻不容缓。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题,本发明的目的在于设计提供一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法的技术方案,此方法过程,试剂简单,适用于工业化生产,且经过改性后的聚合物微孔膜表面呈现出高效的阻水透气特性,在膜脱气、蒸馏、吸收、萃取等领域将具有广泛的应用前景。

2、所述的一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,其特征在于包括以下步骤:

3、1)将高度支化的聚烯烃溶解在溶剂中,得到涂覆溶液,支化聚烯烃的浓度为1-200克/升;所述聚烯烃为长链支化的聚乙烯和长链支化的聚丙烯,支化聚烯烃的支化度为0.1-0.3,支化聚烯烃的支化结构为碳原子数为5-10的碳氢链且分布类型为刷状、星形状或梳状中的任意一种;所述溶剂为正己烷、正庚烷、正辛烷中的任意一种;

4、2)将清洁的聚合物微孔膜在涂覆溶液中浸泡1-300分钟后取出,所述聚合物微孔膜的材质为聚乙烯、聚丙烯、聚4-甲基-1-戊烯中的任意一种;

5、3)将聚合物微孔膜在清洗剂中浸泡清洗1-300分钟后取出自然晾干;

6、4)将干净的改性膜进行热处理,即得到表面有稳定聚烯烃疏水涂层的聚合物微孔膜。

7、所述的一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,其特征在于步骤1)中:所述支化聚烯烃的浓度为50-150克/升,优选100-120克/升。

8、所述的一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,其特征在于步骤1)中:支化聚烯烃的支化度为0.15-0.2,支化聚烯烃的支化结构为碳原子数为6-8。

9、所述的一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,其特征在于步骤2)中:所述聚合物微孔膜的形状为平板膜或中空纤维膜。

10、所述的一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,其特征在于步骤2)中:所述浸泡时间为50-250分钟,优选100-200分钟,更优选120-150分钟。

11、所述的一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,其特征在于步骤2)中:所述聚合物微孔膜的平均孔径为0.1-0.45微米,优选0.2-0.3微米。

12、所述的一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,其特征在于步骤3)中:所述清洗剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇中的任意一种。

13、所述的一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,其特征在于步骤3)中:所述浸泡时间为10-200分钟,优选30-150分钟。

14、所述的一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,其特征在于步骤4)中:热处理温度为100℃-120℃,优选105℃-115℃;热处理时间为10-15分钟,优选12-13分钟。

15、上述一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,选择结晶度低且可溶解在烃类溶剂中的支化聚烯烃,利用聚烯烃的低表面能提供疏水性,然后在自然条件下由于烃类溶剂快速干燥,表面自组装形成微纳结构,最后得到表面涂敷有聚烯烃疏水涂层的聚合物微孔膜。由于本发明所使用的改性聚合物与聚合物膜基材结构单元保持高度一致,基于相识相容原理,两者能够具有非常好的粘合性,涂层能够容易被涂覆在基膜表面而且呈现出稳定可靠地牢固性,不易掉落。而且,本发明还增加了一道热处理工序。在该工艺过程中,将温度控制在聚合物的结晶温度附近,使局部分子链具有一定的运动能力,将表面的超支化聚烯烃包埋在聚合物微孔膜的表面,进一步提高涂层的稳定性。经检测,通过疏水改性后的聚合物微孔膜表面孔径缩小,水接触角显著提高,呈现出高性能的阻水透气特征,在膜法脱气过程中的应用性能显著。



技术特征:

1.一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,其特征在于包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,其特征在于步骤1)中:所述支化聚烯烃的浓度为50-150克/升,优选100-120克/升。

3.如权利要求1所述的一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,其特征在于步骤1)中:支化聚烯烃的支化度为0.15-0.2,支化聚烯烃的支化结构为碳原子数为6-8。

4.如权利要求1所述的一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,其特征在于步骤2)中:所述聚合物微孔膜的形状为平板膜或中空纤维膜。

5.如权利要求1所述的一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,其特征在于步骤2)中:所述浸泡时间为50-250分钟,优选100-200分钟,更优选120-150分钟。

6.如权利要求1所述的一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,其特征在于步骤2)中:所述聚合物微孔膜的平均孔径为0.1-0.45微米,优选0.2-0.3微米。

7.如权利要求1所述的一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,其特征在于步骤3)中:所述清洗剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇中的任意一种。

8.如权利要求1所述的一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,其特征在于步骤3)中:所述浸泡时间为10-200分钟,优选30-150分钟。

9.如权利要求1所述的一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,其特征在于步骤4)中:热处理温度为100℃-120℃,优选105℃-115℃;热处理时间为10-15分钟,优选12-13分钟。


技术总结
一种超支化聚烯烃改性聚合物微孔膜表面疏水性的方法,属于功能材料和膜分离技术领域。首先,将低结晶度的高度支化聚烯烃溶解在烃类溶剂中,配成浓度为1‑200克/升的涂覆溶液;然后将清洁的聚合物微孔膜在涂覆溶液中浸涂1‑300分钟后取出;最后将聚合物微孔膜在清洗剂中充分清洗干燥,进一步热处理后,得到表面有稳定聚烯烃致密疏水涂层的聚合物微孔膜。改性后的聚合物微孔膜表面孔径缩小,水接触角显著提高,呈现出高性能的阻水透气特征,在膜法纯水脱气、油墨脱气、脱氨、膜蒸馏、膜萃取、膜吸收、等领域有着广泛的应用。

技术研发人员:朱利平,方传杰,王建宇
受保护的技术使用者:浙江聚膜新材料有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/16
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