[发明专利]一种亲水疏油织物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种亲水疏油织物及其制备方法，利用聚二烯丙基二甲基氯化铵聚合物预处理织物，在纤维表面涂层季铵盐；再与全氟聚醚羧酸钠反应，得到纤维表面涂层了含氟羧酸铵聚合物的亲水‑疏油织物，在接触水时可发生水合作用，织物对水静态接触角随着接触时间延长会逐渐下降并最终转为亲水；在接触油时则提供疏油功能。本发明先在纤维表面涂层季铵盐、再将全氟聚醚羧酸阴离子与氮正离子结合，两步处理均在水溶液中实现，全氟聚醚羧酸铵在纤维表面原位生成，克服了全氟聚醚羧酸铵几乎不溶于所有溶剂而难以喷涂或浸渍处理织物的技术难题，且获得特殊浸润性织物和油水分离织物的方法工艺简单，不使用有机溶剂，操作条件温和，适合工艺放大和生产。

技术领域

本发明涉及一种亲水疏油织物及其制备方法，可以作为油水分离应用。

背景技术

在含氟材料的研究和使用过程中，利用长碳链全氟烷基（即氢原子全部被取代且碳链≥8）的极低表面能特性和表面构象稳定达到防水防油、防污、耐化学腐蚀等表面处理目的已经获得广泛应用。然而，长碳链全氟烷基在自然环境中氧化降解生成对应的全氟羧酸或羧酸盐, 如全氟辛烷磺酸（Perfluorooctane Sulphonate，PFOS）和全氟辛酸（Perfluorooctanoic Acid， PFOA） 等环境污染物后再难降解，这些分解产物是目前最难降解的有机污染物，且对人体健康存在严重危害。PFOS具有高持久稳定性，会在环境、人体与动物组织中富集，因此2001年美国EPA提出禁止PFOS使用，欧盟等国家则已经停止生产和使用长氟链产品。2009 年《斯德哥尔摩公约》也将PFOS列为持久性有机污染物(POPs)受控物质。研究表明，南极和北极地区的动物体内也存在PFOS污染物，说明该系列污染具有迁移性。更为糟糕的是，研究数据显示，高营养级动物中的PFOS浓度要高于低营养级动物，说明生物放大性在发生作用。针对长碳链全氟烷基的生物毒性、累积性和PFOS禁用问题，研究具有高表面活性但环境友好的PFOS替代品已经成为当前含氟材料的研究热点。

发明内容

本发明在织物纤维表面涂层全氟聚醚羧酸铵聚合物，利用本质水合作用提供亲水性，且具有疏油功能，由此获得亲水-疏油织物。

本发明以水溶液的形式在纤维表面原位生成全氟聚醚羧酸铵聚合物涂层，先由氯化铵型聚合物浸轧整理织物，在纤维表面包裹季铵盐聚合物层；再以全氟聚醚羧酸根置换季铵盐聚合物中的氯阴离子，通过两步法在织物纤维表面涂层全氟聚醚羧酸铵；创造性的解决了全氟聚醚型聚合物所普遍存在的溶解性极差的问题。

实现本发明目的的技术方案是：

一种亲水疏油织物，所述亲水疏油织物包括基础织物和全氟聚醚羧酸铵涂层，所述全氟聚醚羧酸铵涂层的化学结构式如下：

本发明亲水疏油织物可如下表示：

其中，n=10~1600；Rf如下：

。

本发明公开了上述亲水疏油织物的制备方法，包括如下步骤：将织物浸轧聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液，然后烘干，再加入全氟聚醚羧酸钠水溶液中，反应得到亲水疏油织物。

本发明中，将氢氧化钠水溶液滴加入全氟聚醚羧酸中，反应得到全氟聚醚羧酸钠水溶液。

本发明中，全氟聚醚羧酸如下：

本发明在敞口容器中，配制一定浓度的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液作为浸渍液，按照一定浴比（指浸渍时织物与浸渍液的质量比）加入织物，浸渍后轧液，控制轧液率，然后烘干；

在敞口容器配备搅拌器，加入一定量全氟聚醚羧酸，搅拌下滴加氢氧化钠水溶液，加完后继续搅拌反应1小时以上，得到全氟聚醚羧酸钠水溶液，搅拌没有限制，为常规方法；