[發明專利]一種聚丙烯中空纖維膜超疏水改性的方法

在審

• 申請號: 201811129072.0
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109537282A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 劉振;潘倩倩;高靖霓;肖長發
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: D06M15/227
• 分類號: D06M15/227;D06M11/79;D06M101/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公布了一種聚丙烯中空纖維膜表面超疏水改性的方法，其步驟如下：1)將制備的二氧化硅納米顆粒超聲分散于二甲苯中；2)將分散懸浮液快速轉移至帶有機械攪拌裝置的三口燒瓶中，油浴加熱，并加入正辛基三乙氧基硅烷改性，該混合物在回流狀態下劇烈攪拌。然后進行超聲處理。3)將超聲溶液再次轉移至三口燒瓶中，加入聚丙烯顆粒，升高油溫，使其溶解。加入環己酮反應，得到涂覆液。4)將待改性的聚丙烯中空纖維膜置于熱溶膠涂覆液中，反應一定時間后取出，反復浸漬，最后將改性的膜于室溫下晾干，即可得到超疏水聚丙烯中空纖維膜。本發明所用原料低廉，膜表面疏水性能大大提高，完全滿足疏水中空纖維膜的使用要求。

技術領域

本發明屬于膜材料超疏水改性領域，涉及中空纖維膜表面改性技術，具體指一種聚丙烯中空纖維膜表面超疏水改性方法。

背景技術

聚丙烯中空纖維膜是一種疏水膜，常用于真空膜蒸餾技術進行脫鹽，可能是由于膜上的高壓差，膜蒸餾過程中膜更容易發生嚴重的潤濕現象使得截留率顯著降低，而超疏水性膜具有優異的抗潤濕性，因此對聚丙烯中空纖維膜進行超疏水改性尤為重要。一般來說，有兩種制備超疏水表面的方法，即構造粗糙表面或降低表面能。目前，常用不同硅烷偶聯劑改性二氧化硅制備超疏水二氧化硅涂層。但是目前無研究報道將長烷基鏈硅烷偶聯劑改性的二氧化硅與聚丙烯溶液相混制備涂覆液，涂覆到膜上以制備超疏水聚丙烯中空纖維膜。

發明內容

本發明的目的在于提供一種聚丙烯中空纖維膜表面超疏水改性的方法。通過此方法制備的膜，其外表面均附有一層微納米粗糙結構，具有超疏水性能，在真空膜蒸餾脫鹽過程中，截留性能極好且使用壽命增加。本發明的技術方案是這樣實現的：

一種聚丙烯中空纖維膜的超疏水改性方法，包括如下步驟：

(1)制備200～300nm的二氧化硅顆粒，將0.05g～0.25g二氧化硅顆粒超聲分散于二甲苯中。

(2)將分散懸浮液快速轉移至帶有機械攪拌裝置的三口燒瓶中，進行油浴加熱，并加入硅烷偶聯劑改性，該混合物在回流狀態下劇烈攪拌3～6h。然后轉移至超聲波清洗器中超聲處理20～60min。加熱溫度為80℃～90℃，所用硅烷偶聯劑為甲基三乙氧基硅烷，異丁基三乙氧基硅烷，正辛基三乙氧基硅烷。

(3)將超聲溶液再轉移至三口燒瓶中，加入聚丙烯顆粒，升高油溫，使其溶解。加入環己酮反應，得到涂覆液。

(4)將待改性的聚丙烯中空纖維膜置于熱溶膠涂覆液中，反應一定時間后取出，反復浸漬3～5次，最后將涂覆改性后的膜于室溫下晾干。

相比現有技術，本發明有如下有益效果：本發明使用辛基三乙氧基硅烷對納米二氧化硅改性，在納米二氧化硅表面引入了低表面能的烷基基團從而提高納米二氧化硅的疏水性。聚丙烯溶液在膜表面形成連續的網狀結構，納米二氧化硅顆粒均勻的附在這種網絡結構上，形成微納米結構，有利于粗糙表面的構建。且本發明所用原料價格低廉，有廣泛的應用前景。

具體實施方式

為了進一步了解本發明，下面給出具體實施例詳細說明本發明，但本發明的保護范圍不受實施例的限制。

實施例1：

(1)制備248nm的二氧化硅顆粒，將0.2g二氧化硅顆粒超聲分散于二甲苯中。

(2)將分散懸浮液快速轉移至帶有機械攪拌裝置的三口燒瓶中，油浴加熱至80℃，并加入0.6ml正辛基三乙氧基硅烷改性，該混合物在回流狀態下劇烈攪拌4h。然后轉移至超聲波清洗器中超聲處理30min。

(3)將超聲溶液再轉移至三口燒瓶中，加入0.5g聚丙烯顆粒，升高油溫至130℃使其溶解。加入5ml環己酮反應，得到涂覆液。

(4)將待改性的聚丙烯中空纖維膜浸漬于90℃溶膠涂覆液中。每次浸漬1min，反復4次，最后將涂覆改性后的膜于室溫下晾干。