[发明专利]对称规整结构梳状两亲性聚合物及超亲水改性的聚合物中空纤维膜

权利要求书

1.一种对称规整结构梳状两亲性聚合物，其特征在于，所述聚合物的主链是由氮、磷原子交替构成的聚膦腈，且所述聚膦腈主链上的每个单元结构(-P-N-)上分别连接一个疏水链烷基仲胺和一个亲水链端氨基聚醚侧基，所述疏水链烷基仲胺侧基和所述亲水链端氨基聚醚侧基分别对称规整地分布于所述聚膦腈主链的两侧，所述对称规整结构梳状两亲性聚合物的结构式如式(Ⅰ)所示：

其中，x:y为所述亲水链端氨基聚醚侧基与所述疏水链烷基仲胺侧基的摩尔比，并且所述疏水链烷基仲胺侧基和所述亲水链端氨基聚醚侧基的摩尔比为0.45:0.55～0.5:0.5，m，n均为2～18的整数，k为400～2000的整数，所述对称规整结构梳状两亲性聚合物的数均分子量为2～50万，分子量分布指数为1.6～3.5。

2.根据权利要求1所述的对称规整结构梳状两亲性聚合物，其特征在于，所述疏水链烷基仲胺侧基和所述亲水链端氨基聚醚的摩尔比是0.45:0.55～0.5:0.5。

3.根据权利要求1所述的对称规整结构梳状两亲性聚合物，其特征在于，所述m与n的取值相同。

4.一种权利要求1-3任一所述的对称规整结构梳状两亲性聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，将六氯环三磷腈化合物置于密封反应容器中，在真空高温条件下进行热开环聚合反应12～72小时，得到聚二氯膦腈弹性体，所述聚二氯膦腈弹性体的通式如式(Ⅱ)所示：

其中，i为整数；

步骤二，在惰性气体保护下，在另一反应器中加入步骤一制得的聚二氯膦腈弹性体和第一有机溶剂，配制成浓度为2～20wt％的聚二氯膦腈弹性体溶液，先向所述聚二氯膦腈弹性体溶液中滴加疏水烷基仲胺和有机碱，室温条件下反应2～24小时后再加入水溶性端氨基聚醚，再在室温条件下反应2～24小时，其中，所述聚二氯膦腈弹性体、所述水溶性端氨基聚醚、所述疏水烷基仲胺和所述有机碱的摩尔比为1:1～2:1～2:1～4，之后将得到的反应溶液沉淀以获得所述对称规整结构梳状两亲性聚合物。

5.根据权利要求4所述的对称规整结构梳状两亲性聚合物的制备方法，其特征在于，步骤一中所述真空高温条件具体指真空度为20～2000Pa，反应温度为200～260℃；优选地，步骤一中得到的所述聚二氯膦腈弹性体的数均分子量为0.5-2万。

6.根据权利要求4所述的对称规整结构梳状两亲性聚合物的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的水溶性端氨基聚醚的分子通式为NH₂(CH₂CH₂O)_kNH₂，其中k为400～2000的整数；步骤二中所述疏水烷基仲胺的分子通式为CH₃(CH₂)_m(NH)(CH₂)_nCH₃，其中，m,n均为2～18的整数；优选地，m与n的取值相同。

7.一种超亲水改性的聚合物中空纤维分离膜，其特征在于，所述的聚合物中空纤维分离膜包含聚合物树脂和上述对称规整结构梳状两亲性聚合物，所述超亲水改性的聚合物中空纤维分离膜表面水接触角在20°以下。

8.根据权利要求7所述的超亲水改性的聚合物中空纤维分离膜，其特征在于，所述聚合物树脂与所述对称规整结构梳状两亲性聚合物的质量比为5:1～1:1；优选，所述超亲水改性的聚合物中空纤维分离膜表面水接触角为0°。

9.根据权利要求7所述的超亲水改性的聚合物中空纤维分离膜，其特征在于，所述聚合物树脂为聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯中的任意一种。

10.一种权利要求7-9任一所述的超亲水改性的聚合物中空纤维分离膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

制膜液的制备步骤，将聚合物树脂、上述对称规整结构梳状两亲性聚合物、成膜添加剂和第二有机溶剂混合，在10～90℃下搅拌混合溶解；待溶质完全溶解后，过滤除渣，得到聚合物树脂溶液，然后用惰性气体脱泡6～48h后得到制膜液；

制膜步骤，将得到的所述制膜液从喷丝头挤出浸入凝胶液中，形成初生纤维，充分漂洗后，取出晾干，从而制得所述超亲水改性的聚合物中空纤维分离膜；

优选地，在所述制膜液的制备步骤中，得到的制膜液中的所述聚合物树脂、所述对称规整结构梳状两亲性聚合物、所述成膜添加剂和所述第二有机溶剂的配比为：所述聚合物树脂的质量分数为15～25％，所述对称规整结构梳状两亲性聚合物的质量分数为5～15％，所述成膜添加剂的质量分数为1～20％，所述第二有机溶剂的质量分数为50～70％。