[发明专利]一种复合纤维膜及其制备方法和应用

说明书

本发明属于纺织纤维膜技术领域。本发明提供了一种复合纤维膜，本申请提供的复合纤维膜具有三层结构，分别为疏水层、亲水层和转移层，每层使用不同的溶质和溶剂，通过静电纺丝的形式将混合溶液纺织成膜，然后三层纤维膜通过静电力的作用结合在一起，最后采用紫外光照射的方式，将亲水层中的溶质进行交联，得到了复合纤维膜。本申请提供的复合纤维膜在油水混合物或水包油乳液等混合物中具有突出的分离效率，便于对物质进行回收。

技术领域

本发明涉及纺织纤维膜技术领域，尤其涉及一种复合纤维膜及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业生产的进步，水成为了发展中必不可少的资源，尤其在资源勘探等领域，水资源发挥着多重作用。在进行油气开采时，往往需要大量的水来对钻头进行降温，在不断深入地质的过程中，作为冷却用的水会裹挟着部分的能源返回到地面上。因为油气开采的不确定性，不能在开采之初就配套完善的设备，那么混有石油等物质的冷却水来不及处理就直接排放到自然环境中，对生态环境造成一定的影响。最好的方法是排放前进行油水分离，但是分离效率低，仍然有大部分的石油等资源来不及回收。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种复合纤维膜及其制备方法和应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种复合纤维膜，包含疏水层、亲水层和转移层；

所述疏水层由包含下列组分的原料制成：溶质和溶剂，所述溶质和溶剂的质量比为1∶9～11；

所述转移层由包含下列组分的原料制成：溶质a、溶质b和溶剂，所述溶质a和溶质b的质量比为1∶9～11，所述溶质a和溶质b的质量和与溶剂的质量比为1∶8.5～11.5；

所述亲水层由包含下列组分的原料制成：溶质I、溶质II和溶剂，所述溶质I和溶质II的质量比为1∶9～11，所述溶质I和溶质II的质量和与溶剂的质量比为1∶8.5～11.5。

作为优选，所述疏水层的溶剂为丙酮和二甲基甲酰胺，所述丙酮质量为溶剂质量的20～40％，所述疏水层的溶质为聚苯乙烯或聚四氟乙烯；

所述转移层中溶质a为聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮，所述溶质b为聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯或纤维素，所述转移层中溶剂为二甲基甲酰胺；

所述亲水层中溶质I为甲基丙稀酰乙基磺基甜菜碱或3-[[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯，所述溶质II为聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯或纤维素，所述亲水层中溶剂为二甲基甲酰胺和六氟异丙醇，所述六氟异丙醇和二甲基甲酰胺的质量比为1∶8～10。

作为优选，所述复合纤维膜由上到下顺次为亲水层、疏水层和转移层，或者为亲水层、转移层和疏水层，或者为转移层、疏水层和亲水层，或者为疏水层、转移层和亲水层。

本发明还提供了所述复合纤维膜的制备方法，包含下列步骤：

(1)将独立配制好的疏水层溶液、亲水层溶液和转移层溶液进行纺丝，得到纤维膜；

(2)将纤维膜和水凝胶溶液进行交联反应，即得所述复合纤维膜。

作为优选，所述步骤(1)中疏水层溶液、亲水层溶液和转移层溶液独立经过搅拌和超声得到；

所述搅拌的时间为20～28h，所述搅拌的温度为18～60℃，所述搅拌的转速为350～450rpm；

所述超声的时间为0.3～0.7h，所述超声的温度为18～60℃，所述超声的频率为40～50kHz。

作为优选，所述步骤(1)中纺丝的针头内径为0.3～0.5mm，所述纺丝的针头外径为0.6～0.8mm；