[发明专利]一种超亲水的改性聚偏氟乙烯膜及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种超亲水的改性聚偏氟乙烯膜，其制备方法为：（1）将聚偏氟乙烯溶解于N‑甲基吡咯烷酮中，通入臭氧；加入丙烯酸，通入氮气；接枝聚合反应；沉淀即为改性的聚偏氟乙烯；（2）取甲醛水溶液，加入尿素，搅拌反应后，加入间苯二酚、聚乙烯基‑马来酸酐和水，再加入端基环氧修饰的聚乙二醇氮杂聚合物，搅拌反应，抽滤，干燥，得脲醛微囊；（3）将改性的聚偏氟乙烯与脲醛微囊混合，加入去离子水、1‑乙基‑(3‑二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐，将微囊连接在材料表面；制成膜，用饱和Na2CO3溶液反复浸泡，即得。本发明的改性聚偏氟乙烯膜具有超亲水性，具有优异的油水分离性能，用于油水分离，无需添加化学试剂，不产生二次污染物，极具应用潜力。

主权项

1.一种超亲水的改性聚偏氟乙烯膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将聚偏氟乙烯溶解于N‑甲基吡咯烷酮或N,N‑二甲基甲酰胺或二甲亚砜中，得溶液，聚偏氟乙烯的质量浓度为70～80g/L；将溶液置于冰水浴中，通入臭氧，时间≤45min；然后，加入终浓度为0.1～0.2g/L的丙烯酸，通入氮气并搅拌以排除残留的臭氧；然后，置于水浴中，在搅拌和氮气保护条件下，升温到60℃±3℃进行接枝聚合反应2.5～3.5h；然后，将反应溶液沉淀于过量去离子水中，反复使用去离子水清洗，得改性的聚偏氟乙烯，烘干，待用；(2)取甲醛水溶液，甲醛水溶液的浓度为35％～40％，调节pH至7.8～8.2，加入尿素，甲醛与尿素的质量比为2.3～2.7：1，待尿素完全溶解后，在70℃±3℃下搅拌55～65min；冷却至室温，加入间苯二酚、聚乙烯基‑马来酸酐和水，间苯二酚与尿素的质量比为1:8～12，马来酸酐与尿素的质量比为1:6～6.5，加入的水与尿素的质量比为23～27:1，调节pH至1.5～1.6，再加入端基环氧修饰的聚乙二醇氮杂聚合物，聚合物与尿素的质量比为7～9:1，混匀，在550～650r/min转速下搅拌18～22min，再在150～250r/min转速下搅拌35～45min，此时有大量白色固体产生，升温至55℃，恒温250～350r/min搅拌50～70min；用水抽滤，干燥，得反应产物，即为脲醛微囊；(3)将步骤(1)所得改性的聚偏氟乙烯与步骤(2)所得脲醛微囊混合，改性的聚偏氟乙烯与微囊的质量比为100～1000：1，加入去离子水，再加入1‑乙基‑(3‑二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐，其与脲醛微囊的质量比为8～12：3，将微囊连接在材料表面；然后，制成膜，膜的厚度为0.05～0.15mm；成膜后，用饱和Na₂CO₃溶液反复浸泡，使表面羧基变为羧酸钠，即得具有表面修复功能的超亲水PVDF膜。