專利名稱：一種用于制備抗污染膜的含氟兩親性改性材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制備抗污染膜的含氟兩親性改性材料及其制備方法，屬于制膜材料技術(shù)。
背景技術(shù)：
影響膜污染的一個(gè)重要因素就是膜材料，現(xiàn)有膜材料中大部分是疏水性高分子膜，膜的疏水性容易引起嚴(yán)重膜污染；雖然一些親水性膜材料具有良好的抗污染特性，但較差的分離特性以及耐受性限制了這些材料的廣泛應(yīng)用。因而目前，解決膜污染的注意力集中在制備低污染分離膜上，包括開發(fā)新型高分子材料，改性現(xiàn)有膜材料以及改性現(xiàn)有膜表面。前兩者成本較高，并在大規(guī)模應(yīng)用上存在困難；而改性現(xiàn)有膜表面可在不破壞原有高分子膜優(yōu)良特性的基礎(chǔ)上，提高膜抑制污染能力，因此成為解決膜污染問(wèn)題的有效途徑。由此可知，設(shè)計(jì)制備高效通用的抗污染膜改性材料，用于現(xiàn)有膜表面對(duì)于抑制膜污染非常重要，且若改性過(guò)程能夠在膜制備過(guò)程同時(shí)實(shí)現(xiàn)，既無(wú)需后續(xù)處理，必為更理想的選擇。膜表面改性要求增大膜表面親水性，經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)有兩類材料具備優(yōu)良的抗污染性能一類為帶有兩性離子基團(tuán)的物質(zhì)例如磷脂、磺銨聚合物；另一類是聚氧乙烯(PEO)或者聚乙二醇(PEG)等。然而，此類改性分子一般具有較高的親水性，而較高的親水性會(huì)導(dǎo)致改性分子具有較高水溶性，這就會(huì)使大部分表面改性分子在膜制備及使用過(guò)程中流失，降低了改性效果。因而，近年來(lái)，基于上述兩性離子和PE0/PEG材料等，研究者們?cè)O(shè)計(jì)出了一系列親水/疏水鏈段鑲嵌的兩親性嵌段聚合物，不僅實(shí)現(xiàn)了親水段的表面富集，同時(shí)疏水鏈段一方面可抑制在成膜過(guò)程中表面改性分子的流失，另一方面可通過(guò)與膜主體材料的相互作用將表面改性分子“錨定”在膜表面，使膜具有較為穩(wěn)定的改性效果。但是，縱觀現(xiàn)有改性抗污染膜性能的研究，單純的親水改性顯然并未達(dá)到令人滿意的抗污染效果，盡管膜的清洗恢復(fù)性能得到了改善，但是通量衰減依然嚴(yán)重。這就要求抗污染膜改性材料具備疏水 “錨定段”、親水“抗污染段”的同時(shí)，還應(yīng)具備賦予膜優(yōu)良的“污染釋放能力”的有效鏈段，并且能夠在膜表面同時(shí)實(shí)現(xiàn)親水“抗污染段”與“污染釋放段”的共同富集，以進(jìn)一步降低通量衰減，實(shí)現(xiàn)膜分離過(guò)程的有效強(qiáng)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于制備抗污染膜的含氟 兩親性改性材料及其制備方法，制備提純方法簡(jiǎn)單，且采用該含氟兩親性改性材料所制的膜具有良好抗污染性能。本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的，一種用于制備抗污染膜的含氟兩親性改性材料，其特征在于，該含氟兩親性改性材料為聚乙二醇(EO)a-聚甲氧丙烯(PO)b-聚乙二醇(EO)a嵌段共聚物(學(xué)名為泊洛沙姆(Poloxamer)，商品名為普朗尼克Pluronic)與甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)的共聚物，平均分子量Mw = 1400 18000，其結(jié)構(gòu)式如式1所示，式中a = 15 100，b = 40 69，η = 1 20 ；紅外吸收光譜特征吸收峰為_CH3伸縮振動(dòng)吸收峰2846CHT1 ；-CH2伸縮振動(dòng)吸收峰2776CHT1 ；C-O-C伸縮振動(dòng)吸收峰1259CHT1及 1134cm—1 ；C = 0伸縮振動(dòng)吸收峰HOOcnT1 ；C-F搖擺振動(dòng)吸收峰692cm—1 ；其性質(zhì)常溫下為白色黏稠狀固體，易溶于水、乙醇、二甲基甲酰胺、乙酰胺、二甲亞砜極性溶劑。
權(quán)利要求
1.一種用于制備抗污染膜的含氟兩親性改性材料，其特征在于，該含氟兩親性改性材料為聚乙二醇-聚甲氧丙烯-聚乙二醇嵌段共聚物與甲基丙烯酸十二氟庚酯的共聚物，平均分子量Mw = 1400 18000，其結(jié)構(gòu)式如式1所示，式中a = 15 100，b = 40 69，η =1 20 ；紅外吸收光譜特征吸收峰為_013伸縮振動(dòng)吸收峰2846CHT1 ；-CH2伸縮振動(dòng)吸收峰2776CHT1 ；C-O-C伸縮振動(dòng)吸收峰1259CHT1及1134CHT1 ；C = 0伸縮振動(dòng)吸收峰HOOenT1 ； C-F搖擺振動(dòng)吸收峰692CHT1 ；其性質(zhì)常溫下為白色黏稠狀固體，易溶于水、乙醇、二甲基甲酰胺、乙酰胺、二甲亞砜極性溶劑。
2.一種制備權(quán)利要求1所述的用于制備抗污染膜的含氟兩親性改性材料的方法，其特征在于包括以下步驟1)將(乙二醇)a-(甲氧丙烯)b-(乙二醇)a嵌段共聚物與甲基丙烯酸十二氟庚酯按摩爾配比為1 0.01 1，加入去離子水制成乳化液，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向乳化液緩慢滴加引發(fā)劑硝酸鈰銨的硝酸溶液，硝酸鈰銨的用量按與(乙二醇)a-(甲氧丙烯)b-(乙二醇)a嵌段共聚物的質(zhì)量比為1 0. 2 0. 8計(jì)，硝酸的濃度為lmol/L，在溫度60°C下攪拌反應(yīng)20 24h得到含有產(chǎn)物的反應(yīng)溶液；2)將步驟1)制的含有產(chǎn)物的反應(yīng)溶液經(jīng)蒸發(fā)去水、乙醇溶解去雜、再蒸發(fā)去除乙醇后，于溫度50°C真空干燥，得到(甲基丙烯酸十二氟庚酯)n_(乙二醇)a_(甲氧丙烯)b_(乙二醇)a_(甲基丙烯酸十二氟庚酯)n的含氟兩親性改性材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制備抗污染膜的含氟兩親性改性材料及其制備方法。所述的含氟兩親性改性材料，其結(jié)構(gòu)式如下式所示。該含氟兩親性改性材料的制備方法過(guò)程按(乙二醇)a-(甲氧丙烯)b-(乙二醇)a嵌段共聚物與甲基丙烯酸十二氟庚酯按摩爾配比，加入去離子水中制成乳化液，氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入引發(fā)劑硝酸鈰銨，攪拌反應(yīng)得到含有產(chǎn)物的反應(yīng)溶液；反應(yīng)溶液經(jīng)去水、去雜、干燥，得到含氟兩親性改性材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于該制備方法過(guò)程條件溫和、簡(jiǎn)單易行，制得含氟兩親性改性材料，用于制備抗污染膜，膜性能優(yōu)越。
文檔編號(hào)C08F120/22GK102181018SQ20111006240
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者姜忠義, 蘇延磊, 陳文娟 申請(qǐng)人:天津大學(xué)