[发明专利]一种超分子聚合物复合膜及其制备方法

说明书

本发明属于聚合物复合膜及其制备领域，涉及一种超分子聚合物复合膜的制备方法。本发明通过水相中超分子交联剂与油相中氨基化的聚合物以界面聚合的方式在水油液‑液界面处形成超分子薄膜，通过预先在底部水相中浸入多孔支撑膜的方式将超分子薄膜转移至多孔支撑膜上制备超分子聚合物复合膜，得到的超分子聚合物复合膜具有良好的机械性能、结构完整无缺陷、厚度在300nm左右且具有一定粗糙度，在染料分子分离领域表现出优异的分离性能。

技术领域

本发明属于聚合物复合膜及其制备领域，涉及一种超分子聚合物复合膜的制备方法。

背景技术

超分子界面聚合是指超分子单体在液-液界面处通过共价键连接制备结构可控的超分子聚合物的聚合方式，将不易调控的非共价聚合转化为可控的共价聚合，这一方式能有效调控超分子聚合物的性质。

超分子界面聚合为不能互溶的单体提供一种可行的聚合方式，两相单体在界面处富集，在界面处形成高分子量的超分子聚合物。目前对超分子界面聚合的研究仅限于基于葫芦脲(CB[8])介导的主-客体相互作用和多重氢键构筑超分子聚合物，具有结构可调性和特定功能性的超分子聚合物的制造亟待开发。

在工业领域(如废水处理、纺织工业等)使用复合膜分离染料分子是一种绿色环保、经济有效的方法。探索一种对高分子量染料具有良好截留效率的复合膜具有极高的应用价值。同时，复合膜制备过程简单、具备结构稳定性和耐溶剂性是确保其应用的先决条件。

发明内容

本发明的目的之一是通过超分子界面聚合的方式制备一种超分子聚合物；目的之二是以水油液-液界面为模板制备无缺陷、厘米尺度的超分子聚合物薄膜，并将其转移至聚合物支撑膜上制备具有纳滤性能的超分子聚合物复合膜。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种超分子聚合物复合膜的制备方法，包括如下步骤：

S1)将水溶性超分子交联剂溶解在水相中，得到水相混合溶液；

S2)将氨基化聚合物配体溶解在非极性或极性有机相中，得到有机相混合溶液；

S3)将孔径为2微米的支撑膜浸入水相混合溶液中，缓慢在水相混合溶液表面滴加含有聚合物的有机相混合溶液，水相混合液中的超分子交联剂和有机相混合溶液中的氨基化聚合物配体在水相和油相界面发生界面聚合，界面聚合3-6小时后缓慢提起支撑膜，使界面聚合中生成的超分子薄膜附着在支撑膜上，并在室温下静置干燥，即可得到超分子聚合物复合膜。

上述超分子聚合物复合膜的制备方法，所述超分子交联剂包括邻苯二酚衍生物-金属离子配位化合物，邻苯二酚衍生物包括但不限于含有酰氯基、氨基修饰的邻苯二酚类化合物。

上述超分子聚合物复合膜的制备方法，金属离子包括但不限于三价铁离子、二价铁离子、二价铜离子、二价钴离子等三价或二价金属阳离子。

上述超分子聚合物复合膜的制备方法，所述超分子交联剂质量为水相混合溶液质量的0.3～1.0％。

上述超分子聚合物复合膜的制备方法，所述氨基化聚合物为氨基化笼型聚倍半硅氧烷、氨基化聚苯乙烯、单端氨基的聚二甲基硅氧烷和双端氨基的聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。

上述超分子聚合物复合膜的制备方法，氨基化聚合物的质量为有机相混合溶液质量的1～10％。

上述超分子聚合物复合膜的制备方法，支撑膜为聚四氟乙烯支撑膜、聚丙烯腈支撑膜中的一种或两种。

上述超分子聚合物复合膜的制备方法，步骤S2)中所述非极性有机相为硅油、四氯化碳、正己烷、辛烷、十二烷、石油醚中的一种或多种组合，所述极性有机相为甲苯、三氯甲烷、二氯甲烷中的一种或多种组合。

上述超分子聚合物复合膜的制备方法，超分子薄膜的厚度为280～320纳米，粗糙度为5～24纳米。