[发明专利]一种两亲性星形三臂聚偏氟乙烯嵌段共聚物

说明书

本发明涉及一种两亲性星形三臂聚偏氟乙烯嵌段共聚物及其制备方法，属于含氟聚合物技术领域。该嵌段共聚物是由聚偏氟乙烯链段(PVDF)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)和聚乙烯醇(PVA)链段组成，所述嵌段共聚物分子结构为：。本发明所述的两亲性星形三臂聚偏氟乙烯基嵌段共聚物，由聚偏氟乙烯链段、聚醋酸乙烯酯和聚乙烯醇链段组成的，通过单体和链转移剂的加入量及反应时间、聚合压力等可控制调节不同链段的长度，两嵌段比例和聚合物分子量，保证了聚合物在拥有较好亲水的同时也具有良好的机械性能。

技术领域

本发明涉及一种两亲性星形三臂聚偏氟乙烯嵌段共聚物及其制备方法，属于含氟聚合物技术领域。

背景技术

氟聚合物材料是高性能有机材料，具有优异的综合性能，是制备分离膜的良好基材。聚偏氟乙烯(PVDF)树脂因其化学稳定性、热稳定性及机械强度都极为突出，成为水处理分离膜的优选。但PVDF具有较强的疏水性，导致成膜后水通量低，且容易产生吸附污染，严重影响了膜分离性能和使用寿命，增加了操作成本。因此，对PVDF膜亲水化改性显得尤为重要。

目前，PVDF膜亲水改性方法有表面改性和本体改性两大类。表面改性是在成膜后对膜表面改性，如表面涂覆、表面化学处理和接枝改性等。但已有的表面改性方法总是存在这样或那样的缺点，例如：表面引发接枝的方法设备复杂，操作成本高，接枝不均匀；而高能辐照处理可能破坏膜的本体结构，降低膜的分离性能和机械强度。本体改性是指对成膜前的聚合物基体进行改性，主要通过共混和共聚实现。共混改性主要是将亲水性较强的物质与 PVDF 物理共混成聚合物再制备膜，具有工艺简单、操作方便等优点。有研究把聚乙二醇等线型水溶性聚合物及两亲性嵌段共聚物作为亲水性改性剂与PVDF共混制备亲水膜，但在成膜过程以及在膜应用过程中，由于改性剂与PVDF基体无牢固的化学键连接，易很快地洗脱下来，亲水改性稳定性差、衰减快。共聚改性是将具有亲水性基团的分子或分子链通过一系列的共聚反应引入到PVDF分子主链或侧链中，得到具有一定亲水性PVDF 共聚物的工艺方法。

现有技术中，通过共辐射诱导或自由基聚合工艺，将聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇甲基丙烯酸酯二甲基丙烯酰胺或聚丙烯酰吗啉等接枝引入到PVDF侧链，然后应用浸没沉淀相转化法制备PVDF共聚改性薄膜。但接枝共聚存在接枝率低，接枝链段分布不均匀，接枝长度不可控等缺点，影响到PVDF膜的亲水改性效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种两亲性星形三臂聚偏氟乙烯嵌段共聚物。

本发明还提供了一种两亲性星形三臂聚偏氟乙烯嵌段共聚物的制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种两亲性星形三臂聚偏氟乙烯基嵌段共聚物，是由聚偏氟乙烯链段(PVDF)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)和聚乙烯醇(PVA)链段组成，所述嵌段共聚物分子结构如式（I）所示：

（I）

式中， n=200～1500，m=5～50，k=15～150，且n/(m+k)=10～200，k/(m+k)=0.99～0.70，

其中 R=HOCH₂C(CH₂)₃

进一步的，所述两亲性星形三臂聚偏氟乙烯嵌段共聚物的数均分子量为6000～150000；优选的，所述两亲性星形三臂聚偏氟乙烯嵌段共聚物的数均分子量为20000～100000。

本发明还提供了一种上述两亲性星形三臂聚偏氟乙烯基嵌段共聚物的制备方法，包括如下步骤：

（1）将有机溶剂、二氧化碳、含氟烯烃单体、引发剂、链转移剂在隔氧条件下，30～70℃聚合反应8～15 h，聚合压力为8-45MPa，反应结束后放气回收未反应的VDF单体，制得星形聚偏氟乙烯活性大分子；