[發明專利]改性聚丙烯膜的制備方法

在審

• 申請號: 201911149085.9
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN112823857A
• 公開（公告）日: 2021-05-21
• 發明（設計）人: 張強;李安琪
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B01D71/82
• 分類號: B01D71/82;B01D71/26;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 劉海霞

本發明公開了一種改性聚丙烯膜的制備方法。所述方法采用活性/可控自由基聚合技術，將引發基團引入到聚丙烯膜的表面形成引發劑，通過紫外光引發和親水或疏水單體于進行聚合反應，具體為先利用表面沉積法，將PP膜浸入含有多巴胺鹽酸鹽、2?溴異丁酰溴、三乙胺和pH＝8.5的tris緩沖液的N,N?二甲基甲酰胺溶液中，制備表面沉積有多巴胺引發劑的PP膜，再將制備的PP膜浸入含有溴化亞銅和三(2?(二甲基氨基)乙基)胺的二甲基亞砜溶液中，在氮氣保護下，加入親水單體或疏水單體，進行紫外光照，引發聚合反應，得到改性PP膜。本發明方法有效提高或降低膜的表面親水性和通量，抑制膜污染，比純聚丙烯膜具有更佳的分離性能和抗污染性能。

技術領域

本發明屬于高分子膜材料表面改性技術領域，涉及一種改性聚丙烯膜的制備方法，具體涉及一種基于紫外光調控的可控自由基聚合在聚丙烯膜表面進行聚合物接枝改性的方法。

背景技術

膜分離技術中，膜材料表面性能與結構極大程度上影響著材料的應用性能。對于大多數聚烯烴聚合物，其表面化學惰性較強，往往在親水性、生物相容性、染色性、戮結性等各方面性能上表現較差，限制其進一步應用。

聚丙烯(PP)具有優異的化學穩定性和熱穩定性，以及良好的成膜性能，易于控制膜孔徑和分布，是超/微濾膜的主流材質之一。聚丙烯表面沒有極性基團，其本體表面是疏水的。為了解決聚丙烯材料親疏水的問題，業通過表面接枝引入極性官能團，或親疏水特性官能團接枝改性，或共混改性等，可以提高膜的傳質和分離效率，減少膜污染，延長膜的使用壽命。

早前的表面改性技術通常有共混改性、等離子改性、表面輻射等。穆海寶等為了增強聚丙烯薄膜的浸潤特點，利用大氣壓氬等離子體射流(APPJ)對聚丙烯薄膜進行表面改性，結果顯示，PP薄膜經過APPJ處理后，其表面粗糙度有所增加，且引入了親水極性基因，從而改善了材料的浸潤性能(穆海寶,虞春艷.大氣壓氬等離子體射流對聚丙烯表面改性的影響[J].西安工程大學學報,v.30；No.138(02):17-24.)。表面輻射改性主要利用外加的輻射條件—γ射線或紫外線—使聚丙烯膜主鏈發生異構從而產生能夠進行接枝的接枝點，再引入大分子或者單體進行接枝(Yang,Qian,Xu,Zhi-Kang,Dai,Zheng-Wei.SurfaceModification of Polypropylene Microporous Membranes with a Novel Glycopolymer[J].Chemistry of Materials,17(11):3050-3058.)。

上述方法雖然應用普遍，但是存在對表面反應難以控制的缺點，無法充分的利用自由基，單體均聚太嚴重，需要外加一個去除均聚物的步驟，耗能高，且改性效果較為單一，難以滿足現代工業中對表面多功能化日益增長的需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種改性聚丙烯膜的制備方法，該方法基于紫外光調控的可控自由基聚合，在高分子膜材料表面進行聚合物接枝改性，提升聚丙烯膜的親(疏)水性，同時改性后的聚丙烯膜相較于純聚丙烯膜具有更佳的分離性能和抗污染性能。

實現本發明目的的技術解決方案是：

改性聚丙烯膜的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，利用表面沉積法，將PP膜浸入含有多巴胺鹽酸鹽、2-溴異丁酰溴(BiBB)、三乙胺和pH＝8.5的tris緩沖液的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中，攪拌反應制得表面沉積有多巴胺引發劑的PP膜；

步驟2，將步驟1得到的PP膜浸入含有溴化亞銅和三(2-(二甲基氨基)乙基)胺(Me₆TREN)的二甲基亞砜(DMSO)溶液中，在氮氣保護下，加入親水單體或疏水單體，進行紫外光照，引發與親水單體或疏水單體的聚合反應，反應結束后乙醇沖洗后烘干，得到表面接枝親水單體或者疏水單體的改性PP膜。

優選地，步驟1中，所述的多巴胺鹽酸鹽、2-溴異丁酰溴、三乙胺的摩爾比為2：1：1。