[發明專利]一種高疏水穩定性棉質濾布及其制備方法

在審

• 申請號: 201910726165.X
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110465133A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 靳燾;李錚;陳玉放;曹立久;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;廣州中科檢測技術服務有限公司;中科院廣州化學有限公司
• 主分類號: B01D39/08
• 分類號: B01D39/08;D06M14/04;D06M101/06
• 代理公司: 44245 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 宮愛鵬<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種高疏水穩定性棉質濾布及其制備方法，包括以下步驟：(1)將二氯甲烷加入反應容器，經預冷后，加入棉質濾布、DMAP、三乙胺，最后加入活化劑DMSO，待溶液混合均勻后逐步滴加BiB，攪拌進行酯化反應，反應結束后再升溫反應；將反應后的濾布清洗，真空干燥，得到大分子引發劑Cell?Br；(2)通過ARGET?ATRP法制備疏水改性濾布，其中疏水改性單體為1?烷鏈烯烴單體。由該方法所得的疏水改性濾布，其接觸角可達141°，且1小時后的接觸角衰減率為17.5％，2小時后接觸角衰減率為29.8％，具有較好的疏水性和疏水穩定性，在油水分離、高效精密分離等領域具有潛在的實用價值。

技術領域

本發明屬于功能高分子材料技術領域，具體為一種高疏水穩定性棉質濾布的制備方法及應用。

背景技術

纖維素自被發現以來就因其可再生、來源豐富以及環境安全等優秀特性被國內外學者廣泛關注。隨著石化資源儲量的不斷下降以及人們環境意識的不斷提高，可持續再生的纖維素質材料愈發成為一種期望的新型材料。棉纖維作為一種天然纖維它本身的高結晶度、長分子鏈結構使其具有優良的機械性能，被廣泛應用于服裝、濾材、填料等領域。電子活化再生(ARGET)原子轉移自由基聚合(ATRP)是一種新型的聚合方法，該方法有效的減少了廢水中重金屬含量，并且克服了傳統ATRP必須無氧的苛刻反應條件，降低了反應成本，因此ARGET ATRP在未來可能具有廣泛的工業應用前景。

目前通過ARGET ATRP方法以天然纖維素為基底制備疏水性油水分離濾材已經有少許報導。但在實際應用中，長時間、高液壓的條件下進行油水分離會使疏水材料表面不斷被浸濕，完全浸濕后材料會失去油水分離效果。因此油水分離材料性能的優劣不僅要衡量即時疏水性，更要衡量它的疏水穩定性，但這項重要的性能指標往往被研究人員所回避。

通過ARGET ATRP方法制備的纖維素基油水分離濾材由于其基底的天然親水性，使材料難以獲得良好的疏水穩定性，從而影響材料的實際應用性能。最根本的原因是纖維素的多氫鍵結構會對其化學改性造成極大的限制，導致由ARGET ATRP方法接枝共聚在纖維素質材料表面的疏水性物質較少，從而導致疏水物質的疏水性與材料本身的天然親水性競爭中處于劣勢。因此如何提高纖維素的化學反應程度對于制備功能性纖維素質材料具有巨大的意義。

發明內容

針對現有棉質濾布疏水穩定性的不足，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DMSO作為活化劑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、增加了濾布的疏水性及疏水穩定性。

本發明的主要目的是提供一種具備高疏水穩定性、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疏水棉質濾布。

本發明的再一目的在于提供上述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：

一種高疏水穩定性棉質濾布的制備方法，包括以下步驟：

(1)大分子引發劑Cell-Br的制備

將二氯甲烷加入反應容器，于5～10℃預冷后，加入棉質濾布、二甲氨基吡啶(DMAP)、三乙胺(TEA)，最后加入活化劑二甲亞砜(DMSO)，待溶液混合均勻后逐步滴加2-溴異丁酰溴(BiB)，攪拌進行酯化反應，反應結束后升溫至30±5℃，反應6h以上；將反應后的濾布用丙酮乙醇混合溶液清洗，真空干燥，得到大分子引發劑Cell-Br；

(2)通過ARGET-ATRP法制備疏水改性濾布