本发明专利技术公开了一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜及其制备方法。本发明专利技术利用开环反应在聚琥珀酰亚胺聚合物上面接枝两性离子、多巴胺、长链烷基基团和乙醇胺等基团，通过对不锈钢网表面进行改性，获得多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜。本发明专利技术所提供的聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜具有油水分离效果好、稳定性好的特性；所使用的聚天冬酰胺衍生物材料，具有生物可降解性和环保性，使用后废料不会对环境造成二次污染。本发明专利技术聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的制备方法，工艺简便、过程快速，且反应温和，易受控制，安全性高。
Preparation of stainless steel mesh membrane modified by polyaspartic amide derivative for oil-water separation
【技术实现步骤摘要】
聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜及其制备方法
本专利技术涉及一种油水分离不锈钢网膜及其制备方法，具体涉及一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜及其制备方法。
技术介绍
随着生产生活中含油污水的大量排放以及海上原油泄漏事故的频发，水中油污染已成为危害人类健康和环境安全的重大问题。为了维护良好的生态环境和人类的健康，保护有限的水资源，对含油污水体进行有效分离已成为亟待解决的难题。目前，治理有毒有机溶剂或石油产品泄露引起的水污染的方法有很多，传统的油水分离方法包括重力分离、撇油、离心及浮选等，对油水分离有较好的效果，但会局限于较低的分离效率，较高的能耗、工艺复杂以及容易造成二次污染等问题。近年来，随着纳米技术和仿生科学的快速发展，人们对固体表面微观结构与润湿性的关系有了系统化的理解，基于超润湿特性的功能材料为油水分离指明了新的方向和解决思路。基于超润湿特性的分离材料，可有效选择性地分离油和水，实现油水分离的目的。目前，具有超亲水/水下超疏油特性的油水分离网膜在油水分离领域已有报道，具有超亲水/水下超疏油特性的油水分离网膜可有效的实现“过水截油”的油水分离效果。基于仿生细胞膜的两性离子材料，具有较好的亲水疏油性，且在水下具有较好的耐污性能，逐渐被研究者所关注。近年来，以多巴胺的氧化自聚为代表的仿生贻贝化学为材料表界面科学与技术的发展注入了巨大的活力，被广泛地研究用于材料的表界面改性和功能化。多巴胺可氧化成聚多巴胺并沉积到各种基底表面形成通用性涂层,由于其分子结构中含有丰富的功能基团,如儿茶酚基、胺基、亚胺等,这些官能团可作为反应位点进行多种二次反应和后功能化,引起了科研工作者们广泛的研究兴趣。在油水分离材料领域，基于多巴胺表面改性的超亲水/水下超疏油仿生功能表面，已有一些文献和专利报道，但仍在存在一些问题。如空气氧化多巴胺形成聚多巴胺涂层的速率较慢,沉积时间长、稳定性差，容易造成了多巴胺的严重浪费和环境污染,这些问题极大地限制了多巴胺在实际生活和工业生产中的大规模应用；另外，目前常用的油水分离材料大都基于不可降解或难降解的高分子材料，使用后废料易对环境造成二次污染。
技术实现思路
本专利技术的目的在于现有技术的缺点和不足，本专利技术的第一目的在于提供一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜，该油水分离不锈钢网膜具有油水分离效果好、稳定性好，所使用材料具有生物可降解性和环保性。本专利技术的第二目的在于提供一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的制备方法，该方法具有制备方便和过程快速的特点。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜为通过多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物对不锈钢网基材表面进行改性制备而成；所述多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物的结构式如下所示：其中，n为10～1500的整数，x为1～1000的整数，y为1～1200的整数，z为0～1000的整数，g为0～1000的整数；R1为1～6碳原子的亚烷基；R2、R3为H、甲基或乙基；R4为0～6碳原子的亚烷基；R5为2～6碳原子的亚烷基；Y为COO-或SO3-；m为0～16的整数。一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的制备方法，包括以下步骤：(1)多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物的制备：将聚琥珀酰亚胺PSI溶解于溶剂A中；加入多巴胺盐酸盐、三乙胺，待溶解完全，进行开环反应；然后，加入含R1、R2、R3基团的氨基化合物进行开环反应；然后，加入烷基胺化合物，进行开环反应；再加入含R5基团的氨基化合物进行开环反应；最后，加入磺内酯或烷内酯，对接枝到聚天冬酰胺衍生物的侧基叔胺基团进行季胺化反应；纯化干燥后制得多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物；（2）油水分离不锈钢网膜的制备：将步骤（1）制备的多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物与过氧碳酸钠和水混合，搅拌溶解均匀，调节pH至4~10，配制成改性水溶液；将不锈钢网浸入改性水溶液中进行表面改性处理，得到预处理不锈钢网；将预处理不锈钢网浸入交联剂水溶液中，进一步交联固化，取出，干燥得到基于聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜。上述步骤（1）中，所述溶剂A为DMSO，DMF,乙酸乙酯的一种或几种；上述步骤（1）中，所述聚琥珀酰亚胺PSI的分子量为5000~150000；所述聚琥珀酰亚胺PSI和溶剂A的质量比为1：0.5~100；上述步骤（1）中，所述开环反应的反应条件为30~80℃反应1~24h。优选的，步骤（1）中所述含R1、R2、R3基团的氨基化合物为N,N-二甲基-1,3-丙二胺，所述烷基胺化合物为正丁胺、十二胺、十六胺、十八胺中的一种；所述含R5基团的氨基化合物为乙醇胺；所述磺内酯或烷内酯为1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、β-丙内酯或γ-丁内酯中的一种。上述步骤（1）中，所述季胺化反应的反应条件为20~50℃反应1~48h。上述步骤（1）中，所述多巴胺盐酸盐、三乙胺的质量比为1：（1~5）。上述步骤（1）中，所述多巴胺盐酸盐、含R1、R2、R3基团的氨基化合物、烷基胺化合物、含R5基团的氨基化合物的摩尔比为1：（0.1~10）：（0~10）：（0~10）；所述含R1、R2、R3基团的氨基化合物与磺内酯或烷内酯的摩尔比为1：（1~2）。上述步骤（2）中，所述改性水溶液中，水、多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物和过氧碳酸钠的质量比为100：（1~30）：（0.01~5）。上述步骤（2）中，所述不锈钢网的网孔大小为30~500目：上述步骤（2）中，所述的交联剂为聚乙烯亚胺(PEI)、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺、多乙烯多胺、氨基封端聚乙二醇的一种或几种；所述交联剂水溶液的浓度为0.1~10wt%。上述步骤（2）中，所述的将不锈钢网浸入改性水溶液中进行表面改性处理的反应条件为10~50℃反应0.1~4h。上述步骤（2）中，所述的将预处理不锈钢网进入交联剂水溶液中进一步交联固化反应条件为10~80℃反应1~24h。本专利技术所提供的一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜，为提高油水分离效果好和稳定性，在两性离子和多巴胺功能结构的基础上，利用开环反应在聚合物上面接枝长链烷基基团和乙醇胺基团，能加强多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物对不锈钢网表面改性的稳定性。当基材表面接枝附着的聚天冬酰胺衍生物在水环境条件下，通过分子自组装，具有亲水性的两性离子基团暴露于水环境表面，起到油水分离功能作用；而疏水性的长链烷基存在于表面聚合物涂层内部，起到保持表面聚合物一定的耐水性，保持涂层稳固；乙醇胺基团进一步通过氢键作用，共同来提高油水分离效果好和稳定性。在油水分离不锈钢网膜的制备中，通过将多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物、过氧碳酸钠和水混合配制成改性水溶液，进而对不锈钢网进行表面改性处理。其中，利用过氧碳酸钠，提高了多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物在不锈钢网表面的附着改性速本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜，其特征在于：所述聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜通过多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物对不锈钢网基材表面进行改性制备而成；所述多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物的结构式如下所示：/n
【技术特征摘要】
1.一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜，其特征在于：所述聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜通过多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物对不锈钢网基材表面进行改性制备而成；所述多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物的结构式如下所示：
其中，n为10～1500的整数，x为1～1000的整数，y为1～1200的整数，z为0～1000的整数，g为0～1000的整数；R1为1～6碳原子的亚烷基；R2、R3为H、甲基或乙基；R4为0～6碳原子的亚烷基；R5为2～6碳原子的亚烷基；Y为COO-或SO3-；m为0～16的整数。
2.根据权利要求1所述一种天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物的制备：
将聚琥珀酰亚胺PSI溶解于溶剂A中；加入多巴胺盐酸盐、三乙胺，待溶解完全，进行开环反应；然后，加入含R1、R2、R3基团的氨基化合物进行开环反应；然后，加入烷基胺化合物，进行开环反应；再加入含R5基团的氨基化合物进行开环反应；最后，加入磺内酯或烷内酯，对接枝到聚天冬酰胺衍生物的侧基叔胺基团进行季胺化反应；纯化干燥后制得多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物；
（2）油水分离不锈钢网膜的制备：
将步骤（1）制备的多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物与过氧碳酸钠和水混合，搅拌溶解均匀，调节pH至4~10，配制成改性水溶液；将不锈钢网浸入改性水溶液中进行表面改性处理，得到预处理不锈钢网；将预处理不锈钢网浸入交联剂水溶液中，进一步交联固化，取出，干燥得到聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜。
3.根据权利要求2所述一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述溶剂A为DMSO，DMF,乙酸乙酯的一种或几种；所述聚琥珀酰亚胺PSI的分子量为5000~150000；所述聚琥珀酰亚胺PSI和溶剂A的质量比为1：0.5~100。
4.根据权利要求2所述一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭新艳，刘云鸿，李嘉文，
申请(专利权)人：泉州师范学院，
类型：发明
国别省市：福建;35
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