一种功能化苯乙烯-马来酸酐共聚物/二氧化硅复合纤维膜材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种功能化苯乙烯‑马来酸酐共聚物/二氧化硅复合纤维膜材料及其制备方法，膜材料具有多级微纳结构，多级微纳结构包括纳米级的功能化PSMA纤维、二氧化硅以及功能化PSMA纤维之间重叠交错形成的微米级孔洞，纳米二氧化硅位于功能化PSMA纤维的表面和内部，功能化PSMA纤维和位于功能化PSMA纤维表面和内部的纳米二氧化硅形成均匀的凹凸结构，功能化PSMA为由硅烷偶联剂单体、马来酸酐单体和苯乙烯单体共聚得到的具有偶联功能的苯乙烯‑马来酸酐共聚物。基于本发明专利技术的功能化苯乙烯‑马来酸酐共聚物/二氧化硅复合纤维膜材料具有超疏油性能、高效的油水分离效率以及高力学强度。

【技术实现步骤摘要】
一种功能化苯乙烯-马来酸酐共聚物/二氧化硅复合纤维膜材料及其制备方法
本专利技术属于高分子复合材料制备
，具体涉及一种功能化苯乙烯-马来酸酐共聚物/二氧化硅复合纤维膜材料及其制备方法。
技术介绍
传统的油水分离方法包括物理方法和化学方法：物理方法如活性炭、有机黏土、沸石、聚丙烯无纺布等在吸油的同时会吸收水，使分离过程繁琐、效率低；化学方法如氧化、电化学工艺、光催化处理、臭氧处理和破乳等会使用有毒化合物，增加成本的同时也会产生二次污染。过去十几年中，膜技术的应用已成为重要的分离技术，其优点在于无须添加其他化学品即可工作，具有较低的能量需求，过程简单而易于操作。尽管膜技术取得了较大的进展，但是膜在分离过程中的易污染问题仍然是分离工业中最具挑战的问题之一。常用于制备微滤/超滤膜的聚砜(PSf)，聚醚砜(PES)，聚偏氟乙烯(PVDF)，聚丙烯腈(PAN)和醋酸纤维素(CA)等虽然成本低于无机材料陶瓷膜，但易结垢，导致油水分离效率下降。另外，分离膜的强度和长期使用的稳定性也是处理含油污水时的重要考量因素，单一的聚合物膜或纳米纤维膜用作分离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功能化苯乙烯-马来酸酐共聚物/二氧化硅复合纤维膜材料，其特征在于，膜材料具有多级微纳结构，所述多级微纳结构包括纳米级的功能化PSMA纤维、二氧化硅以及所述功能化PSMA纤维之间重叠交错形成的微米级孔洞，所述纳米二氧化硅位于所述所述功能化PSMA纤维的表面和内部，所述功能化PSMA纤维和位于所述功能化PSMA纤维表面和内部的纳米二氧化硅形成均匀的凹凸结构，所述功能化PSMA为由硅烷偶联剂单体、马来酸酐单体和苯乙烯单体共聚得到的具有偶联功能的苯乙烯-马来酸酐共聚物。/n

【技术特征摘要】
1.一种功能化苯乙烯-马来酸酐共聚物/二氧化硅复合纤维膜材料，其特征在于，膜材料具有多级微纳结构，所述多级微纳结构包括纳米级的功能化PSMA纤维、二氧化硅以及所述功能化PSMA纤维之间重叠交错形成的微米级孔洞，所述纳米二氧化硅位于所述所述功能化PSMA纤维的表面和内部，所述功能化PSMA纤维和位于所述功能化PSMA纤维表面和内部的纳米二氧化硅形成均匀的凹凸结构，所述功能化PSMA为由硅烷偶联剂单体、马来酸酐单体和苯乙烯单体共聚得到的具有偶联功能的苯乙烯-马来酸酐共聚物。


2.根据权利要求1所述的功能化苯乙烯-马来酸酐共聚物/二氧化硅复合纤维膜材料，其特征在于，所述功能化PSMA纤维的直径为400-600nm，所述二氧化硅的粒径为50-100nm,所述功能化PSMA的分子量为3～20万，所述纤维膜的孔隙率为75％-85％。


3.一种如权利要求1所述的功能化苯乙烯-马来酸酐共聚物/二氧化硅复合纤维膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将硅烷偶联剂单体、马来酸酐单体和苯乙烯单体按照质量比(0.04～0.3):1:(1～2)在溶剂和引发剂中共聚得到功能化PSMA；
2)将纳米二氧化硅分散于N,N-二甲基甲酰胺中得到纳米二氧化硅分散液，以体积百分比计，所述纳米二氧化硅分散液的含水率≤2％；
3)将所述功能化PSMA溶于所述纳米二氧化硅分散液得到纺丝液；
4)将所述纺丝液静电纺丝得到复合纤维膜材料。


4.根据权利要求3所述的功能化苯乙烯-马来酸酐共聚物/二氧化硅复合纤维膜材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中聚合反应的温度为75～85℃，反应时间为1～5h，所述溶剂选自甲苯、二甲苯、乙酸乙酯或N...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭雅妮，文轩，张宇，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42