[发明专利]一种具有特定功能的渗透汽化膜及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种具有特定功能的渗透汽化膜材料，其由光响应型聚硅氧烷和光响应型稀释单体在光引发剂存在条件下聚合而得。所述渗透汽化膜材料含有光响应型聚硅氧烷单元和光响应型稀释单体单元；所述光响应型稀释单体同时具有光引发基团和氟烷基链，可以使得所制备的含氟渗透汽化膜具有比原始PDMS膜更强的疏水效果，同时含氟可以降低膜表面自由能，从而增强膜的抗生物污染性能(减少微生物黏附)。极强的疏水性和抗污性提高了膜的分离性能和长期稳定性。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，具体涉及一种具有特定功能的渗透汽化膜及其制备方法与应用。

背景技术

传统的聚合物膜制备过程中，不可避免地要使用有机溶剂溶解高分子聚合物，溶剂挥发会增加实际操作难度以及造成环境污染；同时，传统聚合物膜由于自身材料特性的限制，疏水性难以满足渗透汽化膜对于有机物的高效回收的要求，且高的膜表面自由能易造成微生物黏附(膜污染)。

因此目前存在的问题是需要研究开发一种具有抗生物污染等特定功能的高效渗透汽化膜及其制备技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供具有特定功能的渗透汽化膜材料及其制备方法。该方法利用含氟小分子作为光响应型稀释单体替代传统的有机溶剂，有效降低了膜表面自由能，有效避免膜污染，提高了膜长期稳定性。

为此，本发明第一方面提供了一种具有特定功能的渗透汽化膜材料，其由光响应型聚硅氧烷和光响应型稀释单体在光引发剂存在条件下聚合而得。

本发明中，所述渗透汽化膜材料含有光响应型聚硅氧烷单元和光响应型稀释单体单元。

在本发明的一些实施例中，所述光响应型稀释单体为含氟光响应型稀释单体；具体地，所述光响应型稀释单体为具有光引发基团和氟烷基链的含氟响应型稀释单体；更优选地，所述光引发基团包括阳离子光引发基团和自由基光引发基团；所述阳离子光引发基团包括环氧基、乙烯基醚基、苯乙烯基和巯基-乙烯基中的一种或几种；所述自由基光引发基团包括丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基和丙烯酰胺基中的一种或几种；更进一步优选地，所述光响应型稀释单体包括甲基丙烯酸十二氟庚酯和/或甲基丙烯酸十三氟辛酯。

在本发明的另一些实施例中，所述光响应型聚硅氧烷包括含阳离子光引发基团的聚硅氧烷和/或含自由基光引发基团的聚硅氧烷；优选地，所述含阳离子光引发基团的聚硅氧烷包括环氧基聚硅氧烷、乙烯基醚基聚硅氧烷、苯乙烯基聚硅氧烷和巯基-乙烯基聚硅氧烷中的一种或几种；和/或，所述含自由基光引发基团的聚硅氧烷包括丙烯酸酯基聚硅氧烷、甲基丙烯酸酯基聚硅氧烷和丙烯酰胺基聚硅氧烷中的一种或几种；进一步优选地，所述光响应型聚硅氧烷为光响应型聚二甲基硅氧烷。

在本发明的一些具体优选的实施例中，所述渗透汽化膜材料为含氟渗透汽化膜材料，其由含氟光响应型稀释单体单元参与构成，其分子结构如式(Ⅰ)所示：

式(Ⅰ)中，

x、y均为光响应型聚硅氧烷单元中硅氧链的重复单元数，取值为正整数；

z为光响应型聚硅氧烷单元中碳碳链的重复单元数，取值为正整数；

d为光响应型稀释单体单元中碳碳链的重复单元数，取值为正整数。

在本发明的一些进一步具体优选的实施例中，所述含氟渗透汽化膜材料的水接触角为110°以上，厚度为5-100μm，与生物质基发酵液同步使用的稳定性长达100h以上，表面无微生物附着；其中，所述生物质基发酵液包括丁醇发酵液、乙醇发酵液和糠醛发酵液中的一种或几种。

本发明第二方面提供了一种具有特定功能的渗透汽化膜，其包括如本发明第一方面所述的渗透汽化膜材料。

本发明第三方面提供了一种具有特定功能的渗透汽化膜的制备方法，其包括：