[发明专利]一种超支化聚缩水甘油膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种超支化聚缩水甘油膜及其制备方法。

背景技术

树枝形聚合物包括树状聚合物与超支化聚合物两种,树枝形聚合物的特点是内部结构疏松、外部致密、高度支化、端基官能团众多、分子量高时分子形状近似于球形等。树状聚合物与其他聚合物相比,具有更精确、规整的支化结构,但是需要采用逐步重复的方法合成、过程繁琐,不宜大规模制备,使关于树状聚合物的实际应用受到极大限制；超支化聚合物的支化结构规整性虽然比树状聚合物略差,但其结构和性质与树状聚合物有很多相似之处,而且可以通过一步或准一步的方法合成、方法简单,可以大规模制备,超支化聚合物逐渐成为树枝形聚合物领域中的研究重点。

渗透蒸发技术在液体混合物分离方面得到广泛的应用。渗透蒸发技术主要取决于膜的物理化学性能和操作条件，因此针对不同的分离过程，选择合适的膜至关重要。目前很多聚合物材料膜上都含有亲水性很好的羟基、氨基等,这些基团在水中有很高的溶胀度,但是渗透汽化过程中不能长期稳定运行。常用交联或接枝的方法增加膜材料的机械强度和稳定性，交联后的渗透汽化膜的分离系数显著提高,但是渗透通量明显下降。因此开发高分离系数和高渗透通量的膜材料很有意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高分离系数和高渗透通量的超支化聚缩水甘油膜及其制备方法。

本发明中超支化聚缩水甘油膜的结构式如下：

本发明中超支化聚缩水甘油膜的制备方法是按下述步骤进行的：

步骤一、将超支化聚缩水甘油醚(HPG)和4,4′-氧双邻苯二甲基乙酰胺(ODPA)溶解二甲基乙酰胺(DMAc)中得到溶液A，然后将溶液A置于65～75℃水浴中，搅拌预交联3h～5h；

步骤二、然后刮制液膜,将液膜于75～85℃条件下烘4h～5h；

步骤三、然后在真空烘箱中在150～160℃条件下烘4～6h,即得到超支化聚缩水甘油膜。

其中，步骤一中超支化聚缩水甘油醚(HPG)和4,4′-氧双邻苯二甲基乙酰胺(ODPA)的羟酐比为(3～6):l。

步骤一中溶液A中超支化聚缩水甘油醚的质量百分比浓度为35％～45％。

以超支化聚缩水甘油醚(HPG)为原料，通过交联4,4′-氧双邻苯二甲基乙酰胺(ODPA)制得，该膜材料表现出了很好的分离性能和渗透通量。

本发明超支化聚缩水甘油膜的分子量分布较窄；随着羟基/酐基比例和水含量的变化,超支化聚缩水甘油膜表现出不同的分离性能；随着水含量的增加,渗透通量增加而分离因子减少；随着羟基/酐基比例的增加，渗透通量增加而分离因子减少。

具体实施方式

具体实施方式一：本发明中超支化聚缩水甘油膜是按下述步骤进行的：

将超支化聚缩水甘油醚(HPG)和4,4′-氧双邻苯二甲基乙酰胺(ODPA)溶解二甲基乙酰胺(DMAc)中得到溶液A，然后将溶液A在70℃水浴中搅拌预交联3h以上；

然后刮制成厚度为150μm的液膜,将液膜于80℃条件下烘4h，然后在真空烘箱中在150℃烘5h,制得厚度为50μm超支化聚缩水甘油膜。

超支化聚缩水甘油醚(HPG)和4,4′-氧双邻苯二甲基乙酰胺(ODPA)的羟酐比为3：1、4:1、5:1或者6:l。

溶液A中超支化聚缩水甘油醚的质量百分比浓度为40％。

对本实施方式方法制备的超支化聚缩水甘油膜进行测试，结果如表1-3所示。

表1：不同羟酐比制备超支化聚缩水甘油膜的渗透通量和分离因子表