电子束预辐照制备尼龙-66接枝丙烯酸的方法技术

本发明专利技术提供了一种电子束预辐照制备尼龙-66接枝丙烯酸的方法。该方法是以高分子尼龙-66滤膜为基膜，经高能电子束预辐照处理，以水为接枝溶剂，硫酸铜为阻聚剂，一定温度下，将丙烯酸单体接枝到尼龙-66滤膜表面。本方法成功的将丙烯酸接枝到了尼龙-66滤膜的表面，并且制备的接枝膜的吸水性能有了很大的提高。

【技术实现步骤摘要】
电子束预辐照制备尼龙-66接枝丙烯酸的方法
本专利技术涉及一种尼龙-66滤膜接枝丙烯酸的制备方法，特别是一种电子束预辐照制备尼龙-66接枝丙烯酸的方法。
技术介绍
尼龙是一种高性能高分子基体树脂，它具有优异的综合性能而被广泛应用于制膜行业，越来越多的受到大家的关注。近年来，利用化学、紫外、电子束和伽马射线等方法对尼龙滤膜进行接枝改性，制备功能荷电膜的研究也越来越多。例如：郑州大学赵清香等利用化学接枝的方法将丙烯酸接枝到尼龙-66表面，利用该接枝方法，硫酸浓度为0.2mol/L，反应温度60℃，反应时间4h，最高接枝率可达到180%，中科院上海应用物理研究所于洋等利用C60共辐照在尼龙滤布接枝N-异丙基丙烯酰胺，该方法以无水甲醇为溶剂、硫酸铜为阻聚剂，接枝率最高可达120%，接枝后的滤膜的亲水性和吸水性能有很大的提高。天津工业大学的张环等采用紫外光对PA-6纤维进行无氧预辐照处理，然后在N2保护下引发丙烯酸的接枝，制备了可防止海洋生物附着的改性渔网，该方法可以得出，接枝率越高，海藻的附着量越小，当接枝率大于16.5%时，纤维具有优良的抗生物附着性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种电子束预辐照制备尼龙-66接枝丙烯酸的方法。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种电子束预辐照制备尼龙-66接枝丙烯酸的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：1）将尼龙-66滤膜用酒精清洗干净，烘干至恒重；2）将经步骤a处理过的滤膜进行电子束预辐照，束流强度为5mA~10mA，电子束能量为1.8Mev，剂量为40~160kGy，辐照后立即放入-14℃的冰箱中保存备用；3）将经步骤b所得滤膜与衬底材料聚丙烯无纺布叠放在一起，固定后以玻璃棒为轴心卷成圆柱状，捆扎后放入盛有浓度为1.0×10-4M~1.0×10-3M的阻聚剂硫酸铜和浓度为5wt%~25wt%的丙烯酸的混合溶液中；在多情气氛保护下，在30~80℃温度下，接枝反应0.5h~3.0h，取出滤膜，用去离子水冲洗，再置于50~60℃恒温水浴中用去离子水浸泡水洗，24h换水3~5次，取出烘干至恒重，即得到尼龙-66接枝丙烯酸。本专利技术所采用的接枝方法是电子束预辐照接枝的方法。由于采用的尼龙-66滤膜物理化学性能稳定，电子束辐照剂量较小，射线对其结构产生影响较小，电子束能量高穿透深度大，辐照剂量易控制，后续的接枝反应速度快，无污染等特点，具有可以实现大规模生产等优势；本专利技术所采用的单体是具有羧酸官能团及双键的丙烯酸，对接枝后的滤膜的吸水性能有很大的提高，由于丙烯酸能很好的溶解于水溶液中，因此接枝在水溶液体系中进行；本专利技术所采用的电子加速器为上海先锋电机厂生产的地那米型加速器（2Mev，10mA），样品放在平板小车上，在空气氛围下，进行动态辐照。本专利技术选用具有特殊官能团的单体，通过电子束预辐照接枝，在一定温度下将丙烯酸单体成功接枝到尼龙-66表面，滤膜的吸水性能有较大的提高。本专利技术中，接枝后滤膜的吸水性能测试是在常温下进行，将不同接枝率的滤膜置于室温下的去离子水中浸泡24h，然后取出，用滤纸擦去表面的水珠，称其重量，然后通过吸水前后的重量变化的值比上吸水前的重量来计算其吸水率。本专利技术方法仅以水为接枝溶剂，硫酸铜为阻聚剂，在加温的条件下将丙烯酸单体接枝到尼龙-66滤膜表面，该方法不仅保持了化学法接枝的优良性能，具有操作简单、易控制和容易获得非常纯的接枝聚合物等特点。附图说明图1是尼龙-66接枝前后的FT-IR/ATR图谱，由图可知，在1634.80cm-1（酰胺Ⅰ峰）处出现了酰胺基中C=O的特征吸收峰，1538.98cm-1（酰胺Ⅱ峰）和3301.76cm-1处出现了酰胺基中N-H的特征吸收峰，与接枝前尼龙-66相比，接枝后的滤膜在1712.11cm-1处出现了明显的羧基特征吸收峰，这表明，丙烯酸单体已经成功的接枝到尼龙-66滤膜上面。图2是接枝前后滤膜的扫描电镜图，由图可知，接枝前的PA-66滤膜表面孔洞较多，孔径较大；接枝率为5.22%的滤膜表面孔径有略微减小，且表面有少量的凸起，这些凸起并不是很均匀，滤膜表面比接枝前粗糙；随着接枝率的提高，接枝率为22.71%和49.11%的滤膜表面孔径也随之变得更小，表面更加的粗糙。这可以解释为，滤膜孔径内表面接枝上去丙烯酸，导致其结构变粗，表现为滤膜表面孔径变小，而PA-66表面变的粗糙是由于表面接枝造成的。进一步表征了丙烯酸单体已经成功接枝到PA-66滤膜表面。具体实施方式下面介绍本专利技术的具体实施例，但本专利技术不受实施例的限制。实施例1：将尼龙-66滤膜（PA-66）裁剪成4×4cm正方形，用酒精清洗干净，放入烘箱，50℃烘干至恒重；滤膜在空气气氛中进行电子束预辐照（束流强度为10mA，电子束能量为1.8Mev，样品置于平板小车上进行动态辐照），辐照剂量为120kGy，样品辐照后立即放入-14℃的冰箱中保存备用；辐照后的滤膜与衬底材料聚丙烯无纺布叠放在一起，用针线将其固定，然后以玻璃棒为轴心卷成圆柱状，用棉线捆扎后放入盛有阻聚剂硫酸铜（1.0×10-4M）和丙烯酸水溶液（25wt%）的自制接枝反应容器中；在氮气氛围下，接枝温度为70℃，接枝反应2.0h。得到的接枝膜，用去离子水反复冲洗，再置于60℃恒温水浴中用去离子水浸泡水洗，24h换水3次，然后置于50℃的烘箱中，烘干至恒重。得到的PA-66滤膜接枝丙烯酸的接枝率为136%。将接枝后的滤膜置于室温下的去离子水中浸泡24h，然后取出，用滤纸擦去表面的水珠，称其重量，得到PA-66-AC滤膜的吸水率为513%。实施例2：改变下述条件，其他条件如实施例1。滤膜在空气气氛中进行电子束预辐照，辐照剂量为60kGy，其他条件如实施例1相同。得到的接枝膜，用去离子水反复冲洗，再置于60℃恒温水浴中用去离子水浸泡水洗，24h换水3次，然后置于50℃的烘箱中，烘干至恒重。得到的PA-66滤膜接枝丙烯酸的接枝率为50%。将接枝后的滤膜置于室温下的去离子水中浸泡24h，然后取出，用滤纸擦去表面的水珠，称其重量，得到PA-66-AC滤膜的吸水率为132%。实施例3：改变下述条件，其他条件如实施例1。配置10wt%浓度的丙烯酸水溶液，将辐照后的滤膜置于其中进行接枝反应，其他条件如实施例1相同。得到的接枝膜，用去离子水反复冲洗，再置于60℃恒温水浴中用去离子水浸泡水洗，24h换水3次，然后置于50℃的烘箱中，烘干至恒重。得到的PA-66滤膜接枝丙烯酸的接枝率为79%。将接枝后的滤膜置于室温下的去离子水中浸泡24h，然后取出，用滤纸擦去表面的水珠，称其重量，得到PA-66-AC滤膜的吸水率为236%。实施例4：改变下述条件，其他条件如实施例1。配置15wt%浓度的丙烯酸水溶液，将辐照后的滤膜置于其中进行接枝反应，其他条件如实施例1相同。得到的接枝膜，用去离子水反复冲洗，再置于60℃恒温水浴中用去离子水浸泡水洗，24h换水3次，然后置于50℃的烘箱中，烘干至恒重。得到的PA-66滤膜接枝丙烯酸的接枝率为106%。将接枝后的滤膜置于室温下的去离子水中浸泡24h，然后取出，用滤纸擦去表面的水珠，称其重量，得到PA-66-AC滤膜的吸水率为342%。实施例5：改变下述条件，其他条件如实施例1。滤膜在在氮气氛围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子束预辐照制备尼龙‑66接枝丙烯酸的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：a.       将尼龙‑66滤膜用酒精清洗干净，烘干至恒重；b.      将经步骤a处理过的滤膜进行电子束预辐照，束流强度为5mA~10mA，电子束能量为1.8Mev，剂量为40~160kGy，辐照后立即放入‑14℃的冰箱中保存备用；c.       将经步骤b所得滤膜与衬底材料聚丙烯无纺布叠放在一起，固定后以玻璃棒为轴心卷成圆柱状，捆扎后放入盛有浓度为1.0×10‑4M~1.0×10‑3M的阻聚剂硫酸铜和浓度为5wt%~25wt%的丙烯酸的混合溶液中；在多情气氛保护下，在30~80℃温度下，接枝反应0.5h~3.0h，取出滤膜，用去离子水冲洗，再置于50~60℃恒温水浴中用去离子水浸泡水洗，24h换水3~5次，取出烘干至恒重，即得到尼龙‑66接枝丙烯酸。

【技术特征摘要】
2014.03.04 CN 201410077680.71.一种电子束预辐照制备尼龙-66滤膜接枝丙烯酸的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：a.将尼龙-66滤膜用酒精清洗干净，烘干至恒重；b.将经步骤a处理过的滤膜进行电子束预辐照，束流强度为5mA～10mA，电子束能量为1.8Mev，剂量为40～160kGy，辐照后立即放入-14℃的冰箱中保存备用；c....

【专利技术属性】
技术研发人员：吴明红，孙勇飞，周瑞敏，徐刚，郭合帅，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31