[发明专利]一种油单通道高分子膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油单通道高分子膜的制备方法。

背景技术

液体的单向运输在不花费额外能量的前提下，使得较薄的多孔膜主动地从某些区域去除液体，因此可以防止液体积累和相关流体液体运输过程中的污染。这些独特的特性对新型膜分离技术的发展、海水淡化、燃料电池、生物医学材料以及智能纺织品等领域是非常有用的。这些诱人的发展前景促进三维多孔双面膜向拥有定向控制功能方向发展。关于制备液体单通道膜的一些关键要素：（1）膜材料应该是多孔的，方便液滴的通过；（2）膜材料应具有非对称的润湿性，例如一侧表现为疏水性，另一侧表现为亲水性；（3）膜的一侧应该足够薄而另一边比较厚，或着膜材料应该具备截面的梯度润湿性。然而，为了使双单通道高分子膜有更多的实际应用，必须克服诸如复杂的过程、严酷的制备条件和高成本等障碍。

我们发现，商业化的聚四氟乙烯复合微滤膜是将膨体聚四氟乙烯（e-PTFE）微孔滤膜用特殊工艺复合在各种基材上（如聚酯毡、PET、PP无纺布等）覆合后的滤料既保持聚四氟乙烯所固有的高化学稳定性、低摩擦系数、耐高低温、防老化等，能抵挡微小颗粒，又有一般覆膜滤料无可比拟的透气性、防水性等特性。

自然界对科学研究来说一直是一个非常有价值的灵感来源。其中一种重要的仿生研究就是对具有特殊润湿性结构的模仿，因为它对相关的物理和化学性能有巨大的影响，如粘附、润滑、催化、摩擦性能。海洋生物（如贻贝）的黏附力在过去十年中也在科学研究方面引起了强烈兴趣。蚌类可以在潮湿环境下实现持久粘附，通过分泌的足丝附着在各种基体表面。Lee等人受此启发，模拟发现了多巴胺及其衍生物能够在有氧弱碱的条件下，在物体表面（包括各种金属和有机无机物）形成一层牢固的聚多巴胺涂层，并且该涂层具有二次反应活性，可进一步改性。我们在此用具有粘附性能的多巴胺和利用拥有高疏水性、低密度和紧凑顶层的疏水型PTFE膜，对PTFE膜的底面进行单面改性，然后剥离除去复合膜选择层可以使油的通道更加顺畅，从而制备具有油单通道的高分子膜。

发明内容

本发明为解决目前大多数油单通道材料制备繁琐、成本很高、需要高级设备的问题，提供了一种利用疏水膜高疏水性、低密度和紧凑顶层的特性，使其漂浮在水溶液上的方式进行单侧亲水化改性，制备油单通道高分子膜，拓宽了油单通道膜材料的制备方法，能较好地赋予高分子膜以油单通道特性的油单通道高分子膜的制备方法。

为实现本发明目的，提供了以下技术方案：一种油单通道高分子膜的制备方法，其特征在于是按下列步骤实现：

（1）备好疏水型聚四氟乙烯复合微滤膜待用；

（2）将盐酸多巴胺溶解在pH为8.0~9.5的缓冲溶液中制成混合溶液；

（3）将疏水型聚四氟乙烯复合微滤膜以选择层朝上的方式漂浮在混合溶液上，静置6~48h，去离子水洗涤，烘干至恒重；

（4）将胶带贴在选择层上，通过胶带剥离去掉选择层，剥离后剩下的滤膜即是油单通道高分子膜。

作为优选，所述混合溶液中盐酸多巴胺的终浓度为0.5~5mg/mL。

作为优选，所述混合溶液中盐酸多巴胺的终浓度为2mg/mL。

作为优选，所述缓冲溶液的pH为8.5。

作为优选，所述缓冲溶液是由浓度0.1mol/L的三羟甲基氨基甲烷、浓度0.1mol/L的盐酸和水按体积比1:(0.27~0.31):(0.68~0.71)的比例配制而成。

作为优选，静置时间为24h。

作为优选，所述疏水型聚四氟乙烯微滤膜是由膨体聚四氟乙烯微滤膜和基材复合而成。

作为优选，基材包括聚酯毡、PET、PP无纺布。

作为优选，胶带包括透明胶带、铝箔胶带。

本发明有益效果：本发明利用疏水膜能够漂浮在水溶液上的特点来制备油单通道高分子膜，既有效地实现了油的单通道特性，同时提供了一种制备油单通道薄膜的普适方式。按照本发明的技术制备的油单通道高分子膜可广泛应用于油水分离、智能检测和微流控等领域。

附图说明

图1为商业化的疏水型聚四氟乙烯复合微滤膜的正面数码照片。

图2为商业化的疏水型聚四氟乙烯复合微滤膜的反面数码照片。

图3为单面亲水改性后的复合微滤膜的正面数码照片。

图4为单面亲水改性后的复合微滤膜的反面数码照片。

图5为撕去复合微滤膜的选择层后得到的单通道高分子膜的正面数码照片。

图6为撕去复合微滤膜的选择层后得到的单通道高分子膜的反面数码照片。