[发明专利]一种疏水改性SiO2

权利要求书

1.一种疏水改性SiO₂接枝聚乙烯醇超疏水纤维膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将SiO₂与甲基丙烯酸缩水甘油酯加入至N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，于超声装置中，超声分散，再加入硫酸溶液，在氮气氛围中，于90-110℃下，反应8-12h，过滤洗涤，真空干燥，得到疏水改性烯基化SiO₂；

（2）向4-6%的硫酸溶液中加入聚乙烯醇与巯基乙酸，于70-90℃下反应2-4h，透析提纯得到巯基化聚乙烯醇；

（3）将巯基化聚乙烯醇与疏水改性烯基化SiO₂加入至无水乙醇溶液中，超声分散，进行紫外光照射反应，分离洗涤，得到聚乙烯醇接枝纳米SiO₂；

（4）再于静电纺丝机中，20-25KV的纺丝电压下，溶液流速2-3mL/h，接收距离8-12cm，纺丝成膜，得到疏水改性SiO₂接枝聚乙烯醇超疏水纤维膜；

所述步骤（1）中SiO₂与甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为100:200-300；

所述步骤（2）中聚乙烯醇与巯基乙酸的质量比为100:80-150；

所述步骤（3）中巯基化聚乙烯醇与疏水改性烯基化SiO₂的质量比为100:120-200；

所述步骤（3）中紫外光照射反应温度为30-40℃，紫外光强度为45-65Mw/cm²，照射时间为30-45min；

所述步骤（4）中静电纺丝机包括控制台，控制台正面设置有显示器与控制按钮，控制台右侧设置有散热窗，控制台上方固定连接有纺丝仓，纺丝仓活动连接有石英玻璃窗，纺丝仓设置有磁性门吸，纺丝仓内固定连接有储液罐架，储液罐架固定连接有储液罐，储液罐通过电线活动连接有静电纺丝针，静电纺丝针设置有纺丝针头，纺丝仓内固定连接有静电发生器，纺丝仓内固定连接有接收盘架；

采用所述的制备方法制造的该一种疏水改性SiO₂接枝聚乙烯醇超疏水纤维膜，通过SiO₂表面的羟基与甲基丙烯酸缩水甘油酯在酸性条件下发生亲核取代反应，环氧键开环与SiO₂的表面羟基反应得到疏水改性的SiO₂，使亲水性的SiO₂转变为疏水亲油性的SiO₂，将聚乙烯醇与巯基乙烯在酸性条件下发生酯化反应，得到巯基化聚乙烯醇，含有大量巯基，降低了聚乙烯醇的亲水性，再通过巯基-烯点击化反应，将SiO₂接枝于聚乙烯醇基体中，得到疏水改性SiO₂接枝聚乙烯醇超疏水纤维膜，通过化学接枝的方式，聚乙烯醇表面接枝疏水改性的SiO₂，使亲水性的聚乙烯醇转变为疏水材料，纳米SiO₂接枝的方式引入，具有非常好的分散性，从而更好的在聚乙烯醇表面形成大量微-纳米结构的突起与微孔结构，使液滴在与水接触时，下方的微孔封闭空气从而形成空气垫，从而构成固气复合接触表面，使复合纤维膜具有与荷叶相似的仿生超疏水结构，增大了水与聚乙烯醇纤维膜之间的接触角，赋予了聚乙烯醇材料超疏水性能，同时化学接枝的方式，使粗糙结构更加稳固的固定在聚乙烯醇纤维膜表面，提高了材料的循环使用性能。