[發明專利]一種超疏水棉質濾布及其制備方法

有效

• 申請號: 201910665909.1
• 申請日: 2019-07-23
• 公開（公告）號: CN110424158B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 靳燾;李錚;陳玉放;周映成;賀子健;賴華杰
• 申請（專利權）人: 中科廣化（重慶）新材料研究院有限公司;中科檢測技術服務（廣州）股份有限公司;中科院廣州化學有限公司
• 主分類號: D06M14/04
• 分類號: D06M14/04;D06M13/144;D06M13/127;B01D17/02;B01D39/08;D06M101/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 宮愛鵬

本發明屬于功能高分子材料技術領域，一種超疏水棉質濾布及其制備方法，包括：(1)向反應容器中通入氮氣，于5～10℃下加入濾布、DCM、TEA和DMAP混合均勻，滴加BiB，攪拌進行酯化反應；然后升溫至30±5℃恒溫反應3～8h；再分離出濾布并清洗，真空干燥，所得為酯化濾布；(2)向反應容器中通入氮氣，加入酯化濾布、CuBr₂、乙醇和1?烷鏈烯烴單體，最后加入PMEDTA混合均勻，然后滴加Vc?乙醇溶液，進行疏水接枝改性反應；然后分離出濾布并超聲清洗、索氏抽提及真空干燥，得到疏水改性棉質濾布。所得濾布的接觸角達到145°，且30分鐘后的接觸角衰減率僅5.5％，具有明顯的超疏水性和疏水穩定性。

技術領域

本發明屬于功能高分子材料技術領域，具體為一種針對棉質濾布的超疏水功能改性方法及其應用。

背景技術

過濾技術廣泛用于物質的分離、提純、凈化等過程，常用的濾材包括合成纖維、棉纖維、金屬網等，其中棉纖維濾材具有來源豐富、可再生、環境安全等優勢，應用范圍十分廣泛。

常規濾材通常具有過濾通量較大的優點，但無法兼顧滿足高效、高通量、高精度分離的技術要求。為此，需要通過對濾材進行結構改性，以顯著提升拓展其功能性，如抗污、抗堵、防腐等性能，從而實現高效精密分離。例如在類似油污水的高效精密分離應用，具有潛在的技術需求。

對棉質濾材的改性包括了物理改性和化學改性技術，其中物理改性技術通常是通過進行棉質濾材表面的功能性涂覆或沉積，在其纖維表面形成功能結構層，從而實現濾材功能和性能的擴展和延伸。物理改性方法具有一定的便利性，在棉質濾材表面所構造的超疏結構，有出色的油水分離功能，但由于物理涂層的易耗損性，在使用中無法滿足對耐久性、穩定性和可靠性的要求。

與此相對，通過化學方法從結構上實現對棉質濾材的功能性結構再造，是實現其分離功能持久性、穩定性和可靠性的有效技術路線，有利于開辟棉質濾布更多更新的性能和應用技術，這也是當今分離技術的一個重要發展方向。

在對棉質濾布的疏水功能化改性的技術方法中，ATRP及其衍生方法是一種有效的技術選擇，其中以ARGET-ATRP方法發展較快，但棉質濾材的疏水功能改性的效率、疏水功能穩定性和可靠性等方面的技術還有待加強。

發明內容

針對現有棉質濾布共鞥性的不足，為進一步提高現有棉質濾布的疏水性能，本發明針對棉纖維濾布特點和ARGET-ATRP反應的要求，采用活化措施促進棉質纖維素的反應活性，通過1-十八烯單體與棉質濾布的接枝共聚疏水功能改性，簡化了反應過程，提高了反應效率、反應的適應性和穩定性。

本發明的主要目的是提供一種具有實用前景和價值的可適用于棉質濾布的超疏水功能改性的技術方法。

本發明的另一目的在于提供一種由上述制備方法得到的超疏水棉質濾布。

本發明的再一目的在于提供上述超疏水棉質濾布的應用。

為了實現上述目的，采用的技術方案如下：

一種超疏水棉質濾布的制備方法，包括以下步驟：

(1)酯化反應

向反應容器中通入氮氣，于5～10℃下加入濾布、二氯甲烷(DCM)、三乙胺(TEA)和二甲氨基吡啶(DMAP)混合均勻，滴加2-溴異丁酰溴(BiB)，攪拌進行酯化反應；然后升溫至30±5℃恒溫反應3～8小時；再分離出濾布并用丙酮乙醇混合液清洗，真空干燥，所得為酯化濾布；

(2)ARGET-ATRP接枝共聚改性