一种改性聚乙烯纳米纤维膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于材料领域，尤其涉及一种改性聚乙烯纳米纤维膜及其制备方法。本发明专利技术提供的改性聚乙烯纳米纤维膜包括：聚乙烯纳米纤维基膜；和接枝聚合到所述聚乙烯纳米纤维基膜上的功能单体；所述功能单体含有磷酸酯结构和双键结构。本发明专利技术以聚乙烯纳米纤维膜作为基膜，通过采用具有核素吸附能力的功能单体对聚乙烯纳米纤维膜进行接枝改性，赋予了薄膜对特定核素的吸附性能，从而使其可快速富集检测环境中的目标核素，有效避免了环境中由于目标核素含量过低造成的测量困难，大幅度提高了核素分析检测的灵敏度和分析效率。

A Modified Polyethylene Nanofiber Membrane and Its Preparation Method

The invention belongs to the field of materials, in particular to a modified polyethylene nanofiber membrane and a preparation method thereof. The modified polyethylene nanofibre film provided by the invention includes: polyethylene nanofibre base film; functional monomer grafted onto the polyethylene nanofibre base film; the functional monomer contains phosphate ester structure and double bond structure. The polyethylene nanofibre membrane is used as the base membrane, and the polyethylene nanofibre membrane is modified by grafting functional monomer with the ability of nuclide adsorption, which endows the membrane with the ability of adsorbing specific nuclides, thus enabling it to rapidly enrich and detect target nuclides in the environment, effectively avoiding the measurement difficulties caused by the low content of target nuclides in the environment, and greatly improving it. The sensitivity and efficiency of nuclide analysis and detection are improved.

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚乙烯纳米纤维膜及其制备方法
本专利技术属于材料领域，尤其涉及一种改性聚乙烯纳米纤维膜及其制备方法。
技术介绍
随着我国核电事业的大力发展，放射性核素在环境中的含量及分布越来越成为公众关心的环境安全问题。对环境中放射性核素的分布进行实时或者定期的监测，是有效保障核设施运行安全以及排除放射性污染问题的有效手段，在一些核事故应急场景，快速对现场的环境中所含放射性核素的种类与含量做出及时的评估，是及时对事故做出合理科学的应对策略以及做好相关防护工作，减少事故损害的重要基础；同时，大气核试验是造成放射性物质在环境中沉降的主要原因，及时监测大气环境中的特殊放射性物质，是考量一个国家是否违反相关国际规定进行大气核试验的重要方法。可以说，对环境中核素的检测对于环境安全以及科学决策具有重要的作用。由于环境中的核素含量通常较低，因此为了准确对环境中的核素进行检测分析，开发一种可对环境中的核素进行富集的吸附材料是十分必要的，这种吸附材料不但要能对环境中的核素进行选择性吸附，而且受限于现有核素检测仪器的使用要求，还需要具有“无限薄”、均匀、平整等特点。聚乙烯纳米纤维膜是一种通过双向拉伸装置制得的具有微米级厚度的薄膜，其既具有良好的表面平整性和均匀性，又具有较高的比表面积。因此，如果能够使聚乙烯纳米纤维膜对环境中的目标核素具有选择吸附性，则其在核素检测领域将具有良好的应用前景。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种改性聚乙烯纳米纤维膜及其制备方法，本专利技术提供的改性聚乙烯纳米纤维膜对核素具有选择吸附性，在核素检测领域具有良好的应用前景。本专利技术提供了一种改性聚乙烯纳米纤维膜，包括：聚乙烯纳米纤维基膜；和接枝聚合到所述聚乙烯纳米纤维基膜上的功能单体；所述功能单体含有磷酸酯结构和双键结构。优选的，所述功能单体包括二[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]磷酸酯、2-甲基-2-丙烯酸-2-(膦酰基氧基)乙酯、磷酸氢二(甲基丙烯酰氧乙基)酯、甲基丙烯酸乙二醇磷酸酯、乙烯基磷酸酯、乙烯基磷酸二甲酯和乙烯基磷酸二乙酯中的一种或多种。优选的，所述聚乙烯纳米纤维基膜的纤维直径为10～100nm；所述聚乙烯纳米纤维基膜的厚度为2～50μm；所述聚乙烯纳米纤维基膜的比表面积为20～200m2/g；所述聚乙烯纳米纤维基膜的孔隙率为30～80％。优选的，所述功能单体在所述聚乙烯纳米纤维基膜上的接枝率为10～200％。本专利技术提供了一种改性聚乙烯纳米纤维膜的制备方法，包括以下步骤：a)采用预辐照法或者共辐照法将含有磷酸酯结构和双键结构的功能单体接枝聚合到聚乙烯纳米纤维基膜上，得到改性聚乙烯纳米纤维膜。优选的，所述预辐照法具体包括以下步骤：a1)对聚乙烯纳米纤维基膜进行辐照；之后将辐照后的聚乙烯纳米纤维基膜浸于含有所述功能单体的溶液中进行反应，得到改性聚乙烯纳米纤维膜；所述共辐照法具体包括以下步骤：a2)将聚乙烯纳米纤维基膜浸于含有所述功能单体的溶液中，之后在辐照条件下进行反应，得到改性聚乙烯纳米纤维膜。优选的，步骤a1)中，所述辐照的剂量为20kGy以上，所述反应的温度为40～80℃，所述反应的时间为2～8h；步骤a2)中，所述聚乙烯纳米纤维基膜在进行辐照之前，在所述溶液中的浸泡时间为1h以上，所述辐照的剂量为20kGy以上，所述反应的温度为15～35℃。优选的，步骤a1)和步骤a2)中，所述反应在空气、氮气或稀有气体气氛中进行。优选的，步骤a1)和步骤a2)中，所述辐照的辐照源为钴源、电子束或紫外灯。优选的，步骤a1)和步骤a2)中，所述溶液中的功能单体浓度为0.1～1mol/L。与现有技术相比，本专利技术提供了一种改性聚乙烯纳米纤维膜及其制备方法。本专利技术提供的改性聚乙烯纳米纤维膜包括：聚乙烯纳米纤维基膜；和接枝聚合到所述聚乙烯纳米纤维基膜上的功能单体；所述功能单体含有磷酸酯结构和双键结构。本专利技术以聚乙烯纳米纤维膜作为基膜，通过采用具有核素吸附能力的功能单体对聚乙烯纳米纤维膜进行接枝改性，赋予了薄膜对特定核素的吸附性能，从而使其可快速富集检测环境中的目标核素，有效避免了环境中由于目标核素含量过低造成的测量困难，大幅度提高了核素分析检测的灵敏度和分析效率。本专利技术提供的制备方法包括以下步骤：a)采用预辐照法或者共辐照法将含有磷酸酯结构和双键结构的功能单体接枝聚合到聚乙烯纳米纤维基膜上，得到改性聚乙烯纳米纤维膜。本专利技术提供的制备方法利用辐照接枝改性的方法在聚乙烯纳米纤维薄膜上接枝聚合了对核素具有吸附能力的功能单体，该制备方法简单有效，易于推广。在本专利技术提供的优选技术方案中，通过对制备条件的优化选择，还可进一步提高功能单体在聚乙烯纳米纤维膜上的接枝率，从而使制备的改性膜在吸附核素方面表现出更为优异的效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例1提供的改性聚乙烯纳米纤维膜的扫描电镜图；图2是本专利技术实施例1提供的聚乙烯纳米纤维膜的扫描电镜图；图3是本专利技术实施例1提供的聚乙烯纳米纤维膜改性前后的红外吸收光谱对比图；图4是本专利技术实施例2提供的聚乙烯纳米纤维膜的扫描电镜图；图5是本专利技术实施例2提供的改性聚乙烯纳米纤维膜的扫描电镜图；图6是本专利技术实施例2提供的聚乙烯纳米纤维膜改性前后的红外吸收光谱对比图。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种改性聚乙烯纳米纤维膜，包括：聚乙烯纳米纤维基膜；和接枝聚合到所述聚乙烯纳米纤维基膜上的功能单体；所述功能单体含有磷酸酯结构和双键结构。本专利技术提供的改性聚乙烯纳米纤维膜包括聚乙烯纳米纤维基膜和接枝聚合到所述聚乙烯纳米纤维基膜上的功能单体。其中，所述聚乙烯纳米纤维基膜的纤维直径优选为10～100nm，更优选为30～50nm，具体可为10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm、95nm或100nm；所述聚乙烯纳米纤维基膜的厚度优选为2～50μm，更优选为8～12μm，具体可为2μm、5μm、8μm、10μm、12μm、15μm、17μm、20μm、23μm、25μm、27μm、30μm、32μm、35μm、37μm、40μm、42μm、45μm、47μm或50μm；所述聚乙烯纳米纤维基膜的比表面积优选为20～200m2/g，更优选为70～90m2/g，具体可为20m2/g、25m2/g、30m2/g、35m2/g、40m2/g、45m2/g、50m2/g、55m2/g、60m2/g、65m2/g、70m2/g、75m2/g、80m2/g、85m2/g、90m2/g、95m2/g、100m2/g、105m2/g、110m2/g、115m2/g、120m2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性聚乙烯纳米纤维膜，包括：聚乙烯纳米纤维基膜；和接枝聚合到所述聚乙烯纳米纤维基膜上的功能单体；所述功能单体含有磷酸酯结构和双键结构。

【技术特征摘要】
1.一种改性聚乙烯纳米纤维膜，包括：聚乙烯纳米纤维基膜；和接枝聚合到所述聚乙烯纳米纤维基膜上的功能单体；所述功能单体含有磷酸酯结构和双键结构。2.根据权利要求1所述的改性聚乙烯纳米纤维膜，其特征在于，所述功能单体包括二[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]磷酸酯、2-甲基-2-丙烯酸-2-(膦酰基氧基)乙酯、磷酸氢二(甲基丙烯酰氧乙基)酯、甲基丙烯酸乙二醇磷酸酯、乙烯基磷酸酯、乙烯基磷酸二甲酯和乙烯基磷酸二乙酯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的改性聚乙烯纳米纤维膜，其特征在于，所述聚乙烯纳米纤维基膜的纤维直径为10～100nm；所述聚乙烯纳米纤维基膜的厚度为2～50μm；所述聚乙烯纳米纤维基膜的比表面积为20～200m2/g；所述聚乙烯纳米纤维基膜的孔隙率为30～80％。4.根据权利要求1所述的改性聚乙烯纳米纤维膜，其特征在于，所述功能单体在所述聚乙烯纳米纤维基膜上的接枝率为10～200％。5.一种改性聚乙烯纳米纤维膜的制备方法，包括以下步骤：a)采用预辐照法或者共辐照法将含有磷酸酯结构和双键结构的功能单体接枝聚合到聚乙烯纳米纤维基膜上，得到改性聚乙烯纳米纤维膜。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李良彬，闫恒，王道亮，孟令蒲，陈威，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34