一种超浸润表面及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种超浸润表面及其制法和应用。所述超浸润表面为接枝的具有微纳结构的聚丙烯表面，接枝有亲水性侧基；或者同时接枝亲油性侧基和亲水性侧基。是所述超浸润表面是通过将包括所述亲水性侧基的单体在内的组分、或者将包括所述亲水性侧基的单体和所述亲油性侧基的单体在内的组分，与聚丙烯表面在不加接枝引发剂的情况下使用微波辐照进行接枝反应而得；其中还可包括进一步将所得接枝聚丙烯表面与氢氧化物反应进行盐化的步骤。本发明专利技术的超浸润表面的聚丙烯分子量不下降、无残留单体、无引发剂残留、无色无味，纯水通量、油通量均得到提高。本发明专利技术制备工艺简单，易操作，制备方法及设备简单，成本低易于工业化。成本低易于工业化。

【技术实现步骤摘要】
一种超浸润表面及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种超浸润表面及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]固体材料表面的润湿性通常是由固体表面的化学性质和微观结构决定的。具有超润湿性能的聚合物表面在液体分离，自清洁，防雾，液体输送，功能性聚合物薄膜，印刷和粘接等方面有重要用途。
[0003]目前，已有众多学者对聚合物表面改性进行了深入研究，但超浸润材料方面的研究得到的大部分是超疏水材料，超亲水材料的报道十分少，显然超亲水聚合物较难制备。通过传统的接枝方法，例如ATRP，电晕法，等离子体处理，紫外光等方法得到的聚合物表面只能是亲水表面却不是超亲水表面。
[0004]超双亲表面比超亲水和超亲油表面更难制备，该表面要求水和油均能在很短时间内浸润材料表面。1997年，Wang首次报道了双亲材料(Wang,R.；Hashimoto,K.；Fujishima,A.；Chikuni,M.；Kojima,E.；Kitamura,A.；Shimohigoshi,M.；Watanabe,T.,Light-indu本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超浸润表面，为具有微纳结构的聚丙烯表面，所述聚丙烯表面接枝有亲水性侧基；或者同时接枝亲油性侧基和亲水性侧基；所述超浸润表面不含有引发剂残留物。2.根据权利要求1所述的一种超浸润表面，其特征在于：所述亲水性侧基为含有选自氧、硫、氮、硅和卤素及其组合的杂原子或其取代基并且含有碳碳双键的单体侧基；所述亲水性侧基的单体优选为有机酸、有机酸的衍生物、乙烯基硅烷中的至少一种；所述有机酸的衍生物包括有机酸的酸酐、酯、盐中的至少一种；和/或，所述亲油性侧基为乙烯基硅油侧基、苯乙烯侧基中的至少一种。3.根据权利要求2所述的超浸润表面，其特征在于：所述亲水性侧基的单体包括马来酸酐、马来酸酐衍生物、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸衍生物(例如甲基丙烯酸缩水甘油酯)、乙酸乙烯酯、烯基磺酸及其衍生物、对苯乙烯甲酸、对苯乙烯乙酸、衣康酸、油酸、花生烯酸及其组合以及它们的成盐形式；和/或包括乙烯基硅烷；所述乙烯基硅烷为式(1)所示的化合物中的一种或多种：CH2＝CH2(CH2)nSiX3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(1)其中N＝0～3，X为氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基、乙氧基、乙酰氧基中的至少一种。4.根据权利要求1所述的超浸润表面，其特征在于：所述乙烯基硅油为端乙烯基硅油和高乙烯基硅油，优选甲基乙烯基硅油、乙烯基含氢硅油、二乙烯基硅油中的至少一种。5.根据权利要求1～4之一所述的超浸润表面，其特征在于：所述超浸润表面是通过将包括所述亲水性侧基的单体在内的组分、或者将包括所述亲水性侧基的单体和所述亲油性侧基的单体在内的组分，与所述聚丙烯表面在不加接枝引发剂的情况下使用微波辐照进行接枝反应而得；其中当组分不包括所述亲油性侧基的单体时，任选加入无机微波吸收介质；当组分包括所述亲油性侧基的单体时，加入无机微波吸收介质；或者当以上所述方法中所述亲水性性侧基的单体为有机酸或其酸酐或其酯中的至少一种时，所述超浸润表面是通过以上所述方法，并包括将接枝反应后所得产物与碱反应的步骤而制得。6.根据权利要求1～5之一所述的超浸润表面的制备方法，包括：将包括所述亲水性侧基的单体在内的组分、或者将包括所述亲水性侧基的单体和所述亲油性侧基的单体在内的组分，与所述聚丙烯表面在不加接枝引发剂的情况下使用微波辐照进行接枝反应而得所述超浸润表面；其中当组分不包括亲油性侧基的单体时，任选加入无机微波吸收介质；当组分包括亲油性侧基的单体时，加入无机微波吸收介质；或者当以上所述方法中所述亲水性性侧基的单体为有机酸或其酸酐或其酯中的至少一种时，包括将接枝反应后所得产物与碱反应的步骤。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于包括以下方案中的任一种：方案一、包括将所述聚丙烯表面与所述亲水性侧基单体和/或其溶解在溶剂中的溶液接触混合，其中任选加入无机微波吸收介质；之后将所得的混合物在不加接枝引发剂的情况下微波辐照接枝；或者在混合物中还包含亲油性侧基的单体和/或其溶解在溶剂中的溶
液，以及无机微波吸收介质；方案二、包括将所述聚丙烯表面与所述亲水性侧基单体和/或其溶解在溶剂中的溶液接触混合，其中任选加入无机微波吸收介质；之后将所得的混合物在不加接枝引发剂的情况下微波辐照接枝；然后将所得接枝产物与所述亲油性侧基单体和/或其溶解在溶剂中的溶液以及无机微波吸收介质混合，在不加接枝引发剂的情况下微波辐照接枝；方案三、包括将所述聚丙烯表面与所述亲油性侧基单体和/或其溶解在溶剂中的溶液以及无机微波吸收介质接触混合，之后将所得的混合物在不加接枝引发剂的情况下微波辐照接枝；然后将所得接枝产物与所述亲水性侧基单体和/或其溶解在溶剂中的溶液混合，在不加接枝引发剂的情况下微波辐照接枝；方案四、在以上所述三个方案的任一个基础上，当所述亲水性性侧基的单体为有机酸或其酸酐或其酯中的至少一种时，还包括将接枝了有机酸或其酸酐或其酯中的至少一种侧基的聚丙烯表面与碱和/或碱的水溶液接触混合的步骤。8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于：所述亲水性侧基单体为含有选自氧、硫、氮、硅和卤素及其组合的杂原子或其取代基并且含有碳碳双键的单体，优选包括有机酸、有机酸的衍生物、乙烯基硅烷中的至少一种；所述有机酸或有机酸的衍生物优选选自马来酸酐、马来酸酐衍生物、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸衍生物(例如甲基丙烯酸缩水甘油酯)、乙酸乙烯酯、烯基磺酸及其衍生物、对苯乙烯甲酸、对苯乙烯乙酸、衣康酸、油酸、花生烯酸及其组合以及它们的成盐形式；和/或，所述亲水性侧基的单体用量为所述聚丙烯表面用量的0.1～10％wt；优选为1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔金樑，王崧合，张晓红，戚桂村，宋志海，蔡传伦，王湘，赖金梅，李秉海，蒋海斌，茹越，张江茹，张红彬，韩朋，姜超，郭照琰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：