[发明专利]聚醋酸乙烯酯/聚离子液体半互穿聚合物网络膜及其光固化制备方法

说明书

技术领域

本发明属于气体分离膜制备领域，尤其涉及一种聚醋酸乙烯酯／聚离子液体半互穿聚合物网络膜及其光固化制备方法。 

背景技术

在过去的几十年中，随着化石燃料的大量使用，空气中的CO₂的含量急剧增加，加剧了全球的温室效应。目前，用来分离燃烧尾气中CO₂的方法和技术有吸附，吸收，低温冷凝及膜分离等。膜分离技术以其能耗低，设备规模小，易于同其他技术相结合等优势，成为当今研究CO₂分离的热点。聚醋酸乙烯酯(PVAc)是一种廉价易得的玻璃态聚合物，由于分子链上含有极性的羰基(C=O)，使其与CO₂具有很强的相互作用；相较于橡胶态聚合物，玻璃态聚合物PVAc膜用于CO₂／N₂的分离时具有较高的选择性。但PVAc膜的渗透性较低，其CO₂的渗透系数仅为2-5barrer。为改善PVAc膜的气体渗透及分离性能，研究者将zeolite4A、ABS、PU等无机粒子或有机材料添加到PVAc中制备共混膜。zeolite4A的加入可提高PVAc共混膜的气体选择性，但刚性无机粒子抑制气体的渗透性，另外无机粒子在高分子材料中容易团聚，造成共混膜的气体选择性下降。而ABS和PU等与PVAc共混膜则容易发生相分离，从而降低膜的强度和分离性能。半互穿聚合物网络(Semi-Interpenetrating Polymer Network，S-IPN或Semi-IPN)特有的强迫互容作用能使两种性能差异很大或具有不同功能的聚合物形成稳定的结合，从而实现组分之间在宏观性能产生特殊的协同作用。近年来，人们发现离子液体对CO₂具有特殊的亲和力，相比上述无机粒子或有机材料，离子液体的诸多优点使其成为用于气体分离膜的理想材料。但是，纯聚离子液体链段刚性较强，膜的脆性大，很难直接用于气体分离。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于气体分离的聚醋酸乙烯酯／聚离子液体半互穿聚合物网络膜及其光固化制备方法，以克服现有技术的缺陷。 

本发明提出的一种聚醋酸乙烯酯／聚离子液体半互穿聚合物网络膜光固化制备方法，其特征在于包括如下步骤： 

A，将聚醋酸乙烯酯5.4-8.8份、溶剂85.5-87.3份、离子液体单体3.9-9份在50℃下均匀混合后，形成制膜料液； 

B，在所述制膜料液中加入0.25-1.2份的交联剂、0.05-0.15份光引发剂于25℃下混合均匀，将混合后的制膜料液超声处理20分钟后置于四氟乙烯模具上，静置10min后在平面紫外光固化机中固化1小时至交联成膜。 

C制得的半互穿膜在空气中干燥24小时，然后转入真空干燥箱于30℃下干燥12小时得厚度为150微米左右的醋酸乙烯酯／聚离子液体半互穿聚合物网络膜。 

优选的，所述溶剂为四氢呋喃、丙酮或三氯甲烷。 

优选的，所述离子液体为1-辛基-3-乙烯基咪唑六氟磷酸盐、1-己基-3-乙烯基咪唑六氟磷酸盐或1-丁基-3-乙烯基咪唑六氟磷酸盐。 

优选的，所述交联剂为1，6-己二醇二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯或二乙烯基苯。 

优选的，所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮或2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。 

本发明还提出一种聚醋酸乙烯酯／聚离子液体半互穿聚合物网络膜，其特征在于配方包括如下组分：聚醋酸乙烯酯5.4-8.8份、溶剂85.5-87.3份、离子液体单体3.9-9份、交联剂0.25-1.2份、光引发剂0.05-0.15份。 

优选的，所述溶剂为四氢呋喃、丙酮或三氯甲烷。 

优选的，所述离子液体为1-辛基-3-乙烯基咪唑六氟磷酸盐、1-己基-3-乙烯基咪唑六氟磷酸盐或1-丁基-3-乙烯基咪唑六氟磷酸盐。 

优选的，所述交联剂为1，6-己二醇二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯或二乙烯基苯。 

优选的，所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮或2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。