超级润湿性的改性聚烯烃多孔膜、制备方法、应用技术

本申请公开了一种超级润湿性的改性聚烯烃多孔膜的制备方法，包括：聚烯烃多孔膜基体材料；将聚烯烃多孔膜基体材料进行活化处理，使聚烯烃多孔膜基体材料产生自由基或活性基团的，得到活化的聚烯烃多孔膜；用含有羧基、酰胺基、氰基、羟基或胺基的烯键式可聚合单体对活化的聚烯烃多孔膜的两面进行对称的化学接枝反应，得到接枝的聚烯烃多孔膜；使用与可聚合单体的种类相对应的后处理液，对接枝的聚烯烃多孔膜进行后处理，并清洗，烘干后，得到改性聚烯烃多孔膜。聚烯烃多孔膜。聚烯烃多孔膜。

【技术实现步骤摘要】
超级润湿性的改性聚烯烃多孔膜、制备方法、应用


[0001]本申请属于材料制备
，具体涉及一种超级润湿性的改性聚烯烃多孔膜、制备方法、应用。

技术介绍

[0002]水是生命中不可或缺的珍贵资源，然而随着社会工业的快速发展和环保标准的不断完善，工业废水和生活污水都需要经过处理达标之后才可直接排入河流中，以减缓和治理目前十分严重的水污染问题。因此，废水回用和资源回收成为废水处理的新主题和趋势，也是环保工程中的核心问题之一。近年来，膜分离技术是环境工程中应用较为广泛的技术之一，与其他传统技术相比，具有操作方便、分离效率高等优势。膜分离技术在水处理领域有着非常广泛的应用，该技术最关键的部分是分离膜材料。基于分离膜的选择透过性，膜分离技术利用混合溶液中物质粒径大小的不同，在以外界条件或化学位差为推动力的情况下完成混合物分离、提纯以及浓缩。膜分离技术具有常温运行、无相态变化、化学变化、选择性好、适应性强和能耗低等特点。当前在水处理中应用较为普遍的膜技术包括：微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析等。其中仅以压力为驱动力的膜分离技术为微滤、超滤、纳滤和反渗透。所对应的四类分离膜材料在孔径、结构和运行压差方面具有明显区别。
[0003]微滤膜孔径一般在0.01～10μm之间，能截留0.1～1μm之间的颗粒，运行压差一般为0.07～0.7MPa。厚度在90～105μm之间，多为对称性多孔膜，具有高度均匀的孔径分布，分离效率高，孔隙率高，且微滤膜为均一的连续体，过滤时没有介质脱落，不会造成二次污染。微滤膜允许大分子和溶解性固体(无机盐)等通过，但会截留住悬浮物、细菌及大分子量胶体等物质。微滤膜技术主要用于制药行业的过滤除菌、纯水的制备等领域，在饮用水生产和工业废水处理等方面也具有潜在的市场，如从染料中分离溶剂，从含油废水中除去难溶颗粒等。
[0004]超滤膜孔径一般在0.002～0.01μm之间，能截留0.002～0.1μm之间的大分子物质和蛋白质，截留分子量为500～300000，运行压差一般为0.1～1Mpa。超滤膜是一种非对称膜或复合膜，商用超滤膜通常为中空纤维膜，且对酸碱性不敏感，可被应用于宽泛的pH条件下。超滤膜允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)等通过，同时将截留下胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物。超滤膜技术主要用于高分子化合物、气溶胶或胶体溶液等的分离、提纯和浓缩等；广泛地应用于日常饮用水的净化、电镀工业废水、造纸污水、油质废水的处理、海水淡化处理以及城市污水的回收利用等领域。
[0005]纳滤膜孔径一般＜0.002μm，能截留直径1nm左右的溶质离子和纳米级的物质，截留分子量为200～1000，运行压力一般0.35～3MPa。纳滤膜技术是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，纳滤膜大多为荷电膜，根据离子大小或电荷高低进一步分离纯化液体，膜表面带电性越强，对粒子的去除效果越好，而中性不带电的粒子则起的是过滤作用。纳滤膜技术能够实现高分子量与低分子量有机物的分离，有机物与无机物的分离和浓缩，水溶液中溶解盐的去除。近年来，纳滤膜技术在工业废水、生活废水等废水处理和回收利用、地表
水处理和食品、医药生产中有用物质的提取与浓缩方面具有广阔的应用前景。
[0006]反渗透膜孔径在0.1nm左右，能有效截留所有溶解盐份及分子量大于100的小分子有机物、病毒、细菌等，同时允许水分子通过，运行压差一般为0.5～10MPa。反渗透膜是一种非对称膜或复合膜，非常致密。反渗透技术利用反渗透膜只能透过水分子(或溶剂)而截留离子或小分子物质的特点，进行液体混合物分离。反渗透膜技术已在许多领域得到了广泛的应用，如城市污水、造纸工业废水、超纯水制造以及海水和苦咸水淡化等。苦咸水淡化压差一般为1.2Mpa，海水淡化压差一般为7MPa。
[0007]分离膜的孔径大小与分离物质的种类、分子量以及运行压差直接相关。同时，分离膜表面亲水性也对其性能有重要影响。这两个性能指标在膜的分离性能中都发挥着核心作用。基膜的孔径大小可以通过制备方法进行调节。亲水性改性方面，研究人员和制造厂商通过将不同的亲水聚合物(具有不同的官能团)接枝到膜上，来提高膜的亲水性。然而，接枝可能会改变膜表面的电荷密度，从而引起膜选择性的变化。
[0008]近几年，超级浸润性纳米纤维分离膜在处理含油废水和工业油污水中显示出巨大的潜力，现有的相关研究和应用依然处于初级探索阶段，理论研究、制备方法及实际应用等方面仍然面临一系列挑战。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本申请提供了一种超级润湿性的改性聚烯烃多孔膜、制备方法、应用，以期至少部分地解决上述技术问题。
[0010]为实现上述技术目的，作为本申请的一个方面，本申请提供了一种超级润湿性的改性聚烯烃多孔膜的制备方法，包括：
[0011]聚烯烃多孔膜基体材料；
[0012]将上述聚烯烃多孔膜基体材料进行活化处理，使上述聚烯烃多孔膜基体材料产生自由基或活性基团的，得到活化的聚烯烃多孔膜；
[0013]用含有羧基、酰胺基、氰基、羟基或胺基的烯键式可聚合单体对上述活化的聚烯烃多孔膜的两面进行对称的化学接枝反应，得到接枝的聚烯烃多孔膜；
[0014]使用与可聚合单体的种类相对应的后处理液，对上述接枝的聚烯烃多孔膜进行后处理，并清洗，烘干后，得到改性聚烯烃多孔膜。
[0015]根据本申请的实施例，上述聚烯烃多孔膜基体材料具有对称结构的以下任意一种：聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、聚乙烯纳米纤维膜、聚丙烯纳米纤维膜。
[0016]根据本申请的实施例，上述聚烯烃多孔膜基体材料具有对称结构包括：对上述聚烯烃多孔膜基体材料的膜两面进行活化，接枝改性。
[0017]根据本申请的实施例，上述活化处理方式包括在常温下进行以下任意一种：辐照、电晕、等离子体处理；
[0018]其中，上述辐照的强度为1～100KGy，上述辐照源包括电子束、钴源；
[0019]上述电晕功率包括0.1～5000W，上述电晕时间包括0.01～10min；
[0020]上述等离子体处理所用气体包括以下任意一种：氮气、氩气、空气、含氧气体；上述等离子体处理时间包括：0.1～100s。
[0021]根据本申请的实施例，上述可聚合单体包括以下任意一种单体：丙烯酸、丙烯酰
胺、丙烯腈、丙烯酸羟乙酯、多巴胺。
[0022]根据本申请的实施例，上述化学接枝反应包括：
[0023]将上述活化的聚烯烃多孔膜，放置于化学接枝反应溶液中，在第一温度下，反应第一预设时长，得到接枝的聚烯烃多孔膜；
[0024]在上述化学接枝反应开始前进行除氧操作，并且
[0025]上述化学接枝反应溶液中上述可聚合单体的质量浓度包括：1～30wt％；
[0026]上述化学接枝反应溶液的溶剂为去离子水；
[0027]上述第一温度包括：30～90℃；
[0028]上述第一预设时长包括：1～100min；
[0029]上述接枝的聚烯烃多孔膜的接枝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超级润湿性的改性聚烯烃多孔膜制备方法，包括：聚烯烃多孔膜基体材料；将所述聚烯烃多孔膜基体材料进行活化处理，使所述聚烯烃多孔膜基体材料产生自由基或活性基团，得到活化的聚烯烃多孔膜；用含有羧基、酰胺基、氰基、羟基或胺基的烯键式可聚合单体对所述活化的聚烯烃多孔膜的两面进行对称的化学接枝反应，得到接枝的聚烯烃多孔膜；使用与可聚合单体的种类相对应的后处理液，对所述接枝的聚烯烃多孔膜进行后处理，并清洗，烘干后，得到改性聚烯烃多孔膜。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚烯烃多孔膜基体材料具有对称结构的以下任意一种：聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、聚乙烯纳米纤维膜、聚丙烯纳米纤维膜。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述聚烯烃多孔膜基体材料具有对称结构包括：对所述聚烯烃多孔膜基体材料的膜两面进行活化，接枝改性。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述活化处理方式包括在常温下进行以下任意一种：辐照、电晕、等离子体处理；其中，所述辐照的强度为1～100KGy，所述辐照源包括电子束、钴源；所述电晕功率包括0.1～5000W，所述电晕时间包括0.01～10min；所述等离子体处理所用气体包括以下任意一种：氮气、氩气、空气、含氧气体；所述等离子体处理时间包括：0.1～100s。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可聚合单体包括以下任意一种单体：丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸羟乙酯、多巴胺。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述化学接枝反应包括：将所述活化的聚烯烃多孔膜，放置于化学接枝反应溶液中，在第一温度下，反应第一预设时长，得到接枝的聚烯烃多孔膜；在所述化学接枝反应开始前进行除氧操作，并且所述化学接枝反应溶液中所述可聚合单体的质量浓度包括：1～30wt％；所述化学接枝反应溶液的溶剂为去离子水；所述第一温度包括：30～90℃；所述第一预设时长包括：1～100min；所述接枝的聚烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李良彬，温沙，陈鑫，赵浩远，陈威，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：