[發(fā)明專(zhuān)利]一種改性PVDC聚合物及其制備方法和用途

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110372254.6
• 申請(qǐng)日: 2021-04-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113061206B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柴建中;柴偉賀;左浩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 青海潔神環(huán)境科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08F214/08
• 分類(lèi)號(hào): C08F214/08;C08F214/12;C08F220/32;C08F226/02;C08F2/20;D01F6/48;D01F1/10;D04H3/007;D04H3/07;D04H3/12;C02F3/08
• 代理公司: 北京中知星原知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開(kāi)

本發(fā)明涉及一種改性PVDC聚合物，所述改性PVDC聚合物單體包括偏二氯乙烯，二氯乙烯，甲基丙烯酸縮水甘油酯和陽(yáng)離子單體，所述改性PVDC聚合物通過(guò)懸浮聚合法得到，采用的分散劑為水溶性纖維素和聚乙烯吡咯烷酮的復(fù)配。制備得到的PVDC聚合物分子量分布適中，分布不均勻的鏈段可以起到內(nèi)增塑的作用。本發(fā)明制備的生物轉(zhuǎn)盤(pán)盤(pán)片防水，耐腐蝕，長(zhǎng)時(shí)間在廣泛pH條件下的廢水處理中使用不會(huì)發(fā)生崩解，腐蝕等現(xiàn)象，力學(xué)強(qiáng)度基本沒(méi)有下降。本發(fā)明的改性PVDC聚合物制備生物轉(zhuǎn)盤(pán)材料時(shí)不需要外加增塑劑，從而避免了加入增塑劑帶來(lái)的加工過(guò)程中的熱分解；另一方面也增強(qiáng)了生物轉(zhuǎn)盤(pán)盤(pán)片在水中的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子領(lǐng)域，具體涉及一種改性PVD聚合物及其制備方法和用途。

背景技術(shù)

生物轉(zhuǎn)盤(pán)技術(shù)是一種生物膜法污水處理技術(shù)，具有設(shè)計(jì)靈活，安裝便捷，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低，不需要曝氣，節(jié)約能源，在較短的生物接觸時(shí)間內(nèi)即可得到較高的凈化效果。生物轉(zhuǎn)盤(pán)組件是多張盤(pán)片間隔后安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，各個(gè)盤(pán)片部分浸漬在污水中，污水與附著在盤(pán)片上的需氧菌接觸進(jìn)行生物處理。

生物轉(zhuǎn)盤(pán)的盤(pán)片是主要組成部分，也是影響廢水處理效果的關(guān)鍵因素。盤(pán)片的性能具有很重要的意義。要生物轉(zhuǎn)盤(pán)具有高的處理效率，就需要盤(pán)片具有以下性能：1，比表面積大，掛膜性能好，攜帶微生物生物量大；2，力學(xué)強(qiáng)度高，長(zhǎng)期運(yùn)行不會(huì)發(fā)生形變；3，阻隔性好，由于生物轉(zhuǎn)盤(pán)是長(zhǎng)期處于水中工作，要求疏水性好，長(zhǎng)久浸泡不會(huì)瓦解，變形；4，抗腐蝕性能好，由于不同來(lái)源的廢水，具有不同的酸堿度，鹽度，要求生物轉(zhuǎn)盤(pán)能夠耐腐蝕，在酸或堿，或高鹽度的環(huán)境下耐腐蝕；5，生物膜著床率高，生物膜不易脫落。

現(xiàn)有的生物轉(zhuǎn)盤(pán)的材料主要是塑料板材和玻璃鋼板材，玻璃鋼板材具有使用壽命長(zhǎng)，不易變形，在水中可以長(zhǎng)時(shí)間使用，但是形狀單一，表面積小，處理效率低。目前研究的熱點(diǎn)是各種新型的塑料材質(zhì)的生物轉(zhuǎn)盤(pán)。聚偏二氯乙烯(PVDC)是一種很好的阻隔材料，目前很多生物轉(zhuǎn)盤(pán)采用這種聚合物。日本旭化成公司研發(fā)了一類(lèi)PVDC材料，加工成立體網(wǎng)狀材料，孔隙率95-98%的絲網(wǎng)狀態(tài)，生物膜可以進(jìn)入立體網(wǎng)格狀的內(nèi)部，可以避免盤(pán)片表面生物膜的脫落。盡管原因還未明，但PVDC相比常規(guī)的塑料材質(zhì)，比如聚烯烴，聚氨酯類(lèi)的材料有更好的生物附著量，是目前生物轉(zhuǎn)盤(pán)的最具前景的材料。所用的PVDC材料往往是偏二氯乙烯(VDC)和氯乙烯(VC)的共聚物，單獨(dú)的聚偏二氯乙烯結(jié)晶度高，熔融溫度很高，熔融加工不便，如果加工溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致材料不穩(wěn)定。所以一般和其他體共聚，常用的單體為氯乙烯。日本旭化成公司的專(zhuān)利文獻(xiàn)CN202246233U中報(bào)道，為了保持優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性，是偏二氯乙烯單體/氯乙烯單體的重量比在80/20以上且95/5以下。目前生物轉(zhuǎn)盤(pán)盤(pán)片的PVDC材料生產(chǎn)技術(shù)主要掌握在該公司手中。研發(fā)一種具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物轉(zhuǎn)盤(pán)用PVDC材料具有重要的實(shí)際意義和商業(yè)價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)中生物轉(zhuǎn)盤(pán)的PVDC材料缺乏相應(yīng)研究，沒(méi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)狀，改善現(xiàn)有生物轉(zhuǎn)盤(pán)盤(pán)片材料是難以同時(shí)達(dá)到生物掛膜量和力學(xué)強(qiáng)度皆優(yōu)的程度。本發(fā)明提供了一種改性PVDC聚合物，其是由偏二氯乙烯、二氯乙烯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、陽(yáng)離子單體一起共聚得到的改性PVDC材料，經(jīng)過(guò)造粒、拉絲，成網(wǎng)、粘合工藝可以得到立體網(wǎng)狀的生物轉(zhuǎn)盤(pán)盤(pán)片材料。其中PVDC纖維的絲徑可以在0.5-1mm之間，絲徑較細(xì)，從而可以得到高比表面積的網(wǎng)狀PVDC材料；同時(shí)由于PVDC纖維絲的強(qiáng)度高，即使絲徑較小，PVDC交疊形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)力學(xué)強(qiáng)度仍然優(yōu)異。本發(fā)明制備得到的生物轉(zhuǎn)盤(pán)盤(pán)片綜合性能優(yōu)異，比表面積大，力學(xué)強(qiáng)度好，掛膜量高，在高負(fù)載下不會(huì)變形，耐腐蝕性好，可以在長(zhǎng)達(dá)10年的時(shí)間內(nèi)連續(xù)運(yùn)行，不會(huì)發(fā)生變形或腐蝕。

本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種改性PVDC聚合物，所述改性PVDC聚合物單體包括偏二氯乙烯，二氯乙烯，甲基丙烯酸縮水甘油酯和陽(yáng)離子單體，所述改性PVDC聚合物通過(guò)懸浮聚合法得到，采用的分散劑為水溶性纖維素和聚乙烯吡咯烷酮的復(fù)配。

所述二氯乙烯為1,2-二氯乙烯，其和偏二氯乙烯(1,1-二氯乙烯)共聚，能夠降低PVDC共聚物的規(guī)整度，進(jìn)而降低熔融溫度。