本发明专利技术公开了一种自修复聚合物分离膜的制备方法，方法如下：将一种或两种以上嵌段共聚物溶解到溶剂中形成溶液，将溶解有所述嵌段共聚物的溶液通过刮膜机流延得到聚合物薄膜，在空气中停留5-300s得到初生薄膜，将初生薄膜浸入到含有嵌段聚合物的凝固浴中，使聚合物薄膜固化形成自修复聚合物分离膜。所制备的聚合物分离膜是由嵌段共聚物的球形或者棒状胶束组成，具有此种结构的聚合物分离膜在酸性、碱性、金属离子或氧化-还原条件下具备自修复功能。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，方法如下：将一种或两种以上嵌段共聚物溶解到溶剂中形成溶液，将溶解有所述嵌段共聚物的溶液通过刮膜机流延得到聚合物薄膜，在空气中停留5-300s得到初生薄膜，将初生薄膜浸入到含有嵌段聚合物的凝固浴中，使聚合物薄膜固化形成自修复聚合物分离膜。所制备的聚合物分离膜是由嵌段共聚物的球形或者棒状胶束组成，具有此种结构的聚合物分离膜在酸性、碱性、金属离子或氧化-还原条件下具备自修复功能。【专利说明】
本专利技术属于高分子膜材料的制备和结构控制领域，特别涉及。
技术介绍
聚合物分离膜是一种清洁、高效、节能的新型分离材料。近年来在家用净水设备、废水处理、海水淡化、血液透析等越来越多的场合发挥着日益重要的作用。但目前的聚合物分离膜，包括聚合物中空纤维膜和平板膜，多数是以特定结构的高分子均聚物作为膜材料(如聚偏氟乙烯、聚烯烃、聚芳砜等)。由于较强的结晶性、较高的玻璃化转变温度，导致了这些聚合物在室温下很难通过分子链的热运动调整构象来实现对机械损伤的修复，进一步导致了以这些聚合物为本体材料的分离膜基本不具有自修复的能力。与此同时，由于聚合物膜材料在运输、封装、保存过程中都不可避免的会受到弯折、挤压等机械破坏，传统膜材料不能实现自修复的缺点将无法解决机械破坏对于聚合物分离膜筛分性能的不利影响。因此，制备具有自修复能力的分离膜材料，不仅能延长分离膜的使用寿命，还能为聚合物膜的运输和封装提供便利。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术不足，提供，以解决现有聚合物分离膜一般不具备自修复能力的难题。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:，所述方法包括以下步骤:(1)将一种或两种以上的嵌段聚合物溶解在混合溶剂中，形成铸膜液；(2)将铸膜液溶液流延在玻璃或聚合物A多孔膜表面，形成平板膜；(3)将平板膜在空气中停留5-300S，形成初生膜；(4)将初生膜浸入凝固浴，使初生膜在凝固浴中浸没2?300s，形成固化的自修复聚合物分离膜； 所述步骤(I)中的嵌段聚合物由A-B、A-B-A, A-B-C, a -A-B- ω、a -A-B- ω或α -A-B-C-ω中的一种或多种按照任意配比组成，其中A选自聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚己内酯的均聚物或者上述任意两种或两种以上聚合物按照任意比组成的共聚物出和(:选自聚-4-乙烯基吡唆、聚-2-乙烯基吡啶、聚环氧烷、聚乙二胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸羟乙酯的均聚物或者上述任意两种或两种以上聚合物按照任意比组成的共聚物；α和ω选自羟基、巯基、羧基、氨基、烷基、碳-碳双键；嵌段聚合物在铸膜液中的质量体积比为100-1000 g/L ； 混合溶剂由水、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、1-甲基-4- 丁基咪唑氯盐、1-甲基-4- 丁基咪唑溴盐、1-甲基-4- 丁基咪唑四氟硼酸盐、四氢呋喃、丙酮、甲醇、乙醇、二氧六环中的两种或三种组成；所述凝固浴由水、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、四氢呋喃、丙酮、甲醇或乙醇中的一种或多种按任意配比组成；所述聚合物A多孔膜为聚合物A的微滤膜、聚合物A的超滤膜或聚合物A的无纺布，所述聚合物A选自聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺、聚碳酸酯。 进一步地，所述聚丙烯酸酯为聚丙烯酸特丁酯、聚丙烯酸苯甲酯、聚丙烯酸二苯甲酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸戊酯、聚丙烯酸辛酯、聚丙烯酸葵酯、聚丙烯酸十二酯、聚丙烯酸十八酯、聚丙烯酸偶氮苯酯、聚丙烯酸金刚烷酯、聚丙烯酸二茂铁酯、聚丙烯酸乙二醇酯、聚丙烯酸葫芦脲单酯、聚丙烯酸杯芳烃酯的均聚物或者上述任意两种或两种以上聚合物按照任意比组成的共聚物。 进一步地，所述聚甲基丙烯酸酯为聚甲基丙烯酸特丁酯、聚甲基丙烯酸苯甲酯、聚甲基丙烯酸二苯甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸戊酯、聚甲基丙烯酸辛酯、聚甲基丙烯酸葵酯、聚甲基丙烯酸十二酯、聚甲基丙烯酸十八酯、聚甲基丙烯酸偶氮苯酯、聚甲基丙烯酸金刚烷酯、聚甲基丙烯酸二茂铁酯、聚甲基丙烯酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸葫芦脲单酯、聚甲基丙烯酸杯芳烃酯的均聚物或者上述任意两种或两种以上聚合物按照任意比组成的共聚物。 进一步地，所述聚丙烯酰胺为聚α-环糊精单丙烯酰胺、聚β_环糊精单丙烯酰胺、聚Y -环糊精单丙烯酰胺、聚冠醚单丙烯酰胺、聚偶氮苯丙烯酰胺、聚金刚烷丙烯酰胺、聚二茂铁丙烯酰胺的均聚物或者上述任意两种或两种以上聚合物按照任意比组成的共聚物。 进一步地，所述聚甲基丙烯酰胺为聚α -环糊精甲基丙烯酰胺、聚β -环糊精单甲基丙烯酰胺、聚Y-环糊精单甲基丙烯酰胺、聚冠醚单甲基丙烯酰胺、聚偶氮苯甲基丙烯酰胺、聚金刚烷甲基丙烯酰胺、聚二茂铁甲基丙烯酰胺的均聚物或者上述任意两种或两种以上聚合物按照任意比组成的共聚物。 进一步地，所述混合溶剂可以由两种溶剂混合组成，两种溶剂的体积比在9:1-81之间。所述混合溶剂可以由三种溶剂混合组成，三种溶剂的体积比为0.05?1: 1:0.05? 1 本专利技术与现有技术相比具有的有益效果:(I)本专利技术所制备的一种自修复聚合物分离膜，是在成膜过程中自发形成由嵌段聚合物球形或棒状胶束堆积形成的聚合物分离膜，所述的球形或棒状胶束分布于膜本体结构的三维空间内，为聚合物膜分离的多次、全方位自修复提供了可能。 (2)将优选的嵌段聚合物的自组装原理以及形成有序微相分离结构的可行性通过调节嵌段聚合物的受控相分离过程以及浸没沉淀相转移法相结合的方法制备出具有超分子作用的嵌段聚合物组装体堆积的聚合物分离膜。在此过程中，引发聚合物以特定的微相分离的方式进行自组装与铸膜液相转化法相结合的方法是制备出具有自修复能力的聚合物分离膜的关键。同时，优选的嵌段聚合物结构中含有具备超分子作用的基团，进一步增加了聚合物分离膜自修复的可性性。 (3)本专利技术允许在嵌段聚合物体系中采用两种或两种以上嵌段聚合物来优化自修复能力，但两种及两种以上嵌段聚合物对于制备自修复分离膜并不是必须的。 (4)本专利技术制备的自修复聚合物分离膜具备优异亲水性、抗污染性和自修复能力，即可以作为单独的膜材料使用，也可以作为现有商品化膜材料的表面涂覆层使用。 (5)本方法的实施步骤简单，可以相对容易的在现有的纺丝设备上进行生产，不需要对已有的纺丝设备进行大的改造和更新。 【专利附图】【附图说明】:图1:由球形胶束构成的自修复聚合物分离膜的电镜图片；图2:由棒状胶束构成的自修复聚合物分离膜的电镜图片；图3:自修复聚合物分离膜修复损伤前后的典型透水率数据。 【具体实施方式】 自修复材料是一类拥有结构上自愈合能力的智能材料(Nature451 (2008)977-980; CN 102153856 B)。自修复材料的修复过程一般需借助于分子间可逆的弱相互作用得以实现。常见对自修复发挥重要贡献的可逆弱相互作用包括静电力、氢键、主客体、超分子作用等多种形式(Adv.Mater.25 (2013) 2849 - 285本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自修复聚合物分离膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（1）将一种或两种以上的嵌段聚合物溶解在混合溶剂中，形成铸膜液； （2）将铸膜液溶液流延在玻璃或聚合物A多孔膜表面，形成平板膜；（3）将平板膜在空气中停留5‑300s，形成初生膜；（4）将初生膜浸入凝固浴，使初生膜在凝固浴中浸没2~300s，形成固化的自修复聚合物分离膜； 所述步骤（1）中的嵌段聚合物由A‑B、A‑B‑A、A‑B‑C、α‑A‑B‑ω、α‑A‑B‑ω或α‑A‑B‑C‑ω中的一种或多种按照任意配比组成，其中A选自聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚己内酯的均聚物或者上述任意两种或两种以上聚合物按照任意比组成的共聚物；B和C选自聚‑4‑乙烯基吡啶、聚‑2‑乙烯基吡啶、聚环氧烷、聚乙二胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸羟乙酯的均聚物或者上述任意两种或两种以上聚合物按照任意比组成的共聚物；α和ω选自羟基、巯基、羧基、氨基、烷基、碳‑碳双键等； 嵌段聚合物在铸膜液中的质量体积比可以为100‑1000 g/L； 混合溶剂由水、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N‑甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、1‑甲基‑4‑丁基咪唑氯盐、1‑甲基‑4‑丁基咪唑溴盐、1‑甲基‑4‑丁基咪唑四氟硼酸盐、四氢呋喃、丙酮、甲醇、乙醇、二氧六环中的两种或三种组成； 所述凝固浴由水、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N‑甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、四氢呋喃、丙酮、甲醇或乙醇中的一种或多种按任意配比组成； 所述聚合物A多孔膜为聚合物A的微滤膜、聚合物A的超滤膜或聚合物A的无纺布，所述聚合物A选自聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺、聚碳酸酯。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：易砖，徐又一，朱利平，王正宝，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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