一种含氟疏水性共聚物油水分离薄膜的制备方法及用途

本发明专利技术公开了一种含氟疏水共聚物油水分离膜的制备方法。该方法采用均相溶液自由基聚合法，将主链单体与含氟单体结合，起油溶性引发剂的作用。经共聚、水中沉淀、真空干燥，得到含氟疏水共聚物粉末。将其溶解于有机溶剂中制备一定浓度的纺丝原液，通过静电纺丝制备具有超疏水/超亲油性能的纳米油水分离膜。本发明专利技术所述方法得到的含氟疏水共聚物油水分离膜具有孔径、纤维直径、厚度等可调的特点，可实现多种油水分离。在重力作用下的混合物和油包水。(W/O)型乳液的高效分离，操作简单，具有一定的工业应用前景。具有一定的工业应用前景。具有一定的工业应用前景。具有一定的工业应用前景。具有一定的工业应用前景。具有一定的工业应用前景。具有一定的工业应用前景。具有一定的工业应用前景。具有一定的工业应用前景。

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【技术实现步骤总结】

一种含氟疏水共聚物油水分离膜的制备方法及用途

本专利技术涉及一种含氟疏水共聚物油水分离膜的制备方法，属于环境污染治理与工程

技术介绍

[0002] 环境污染的治理受到了全世界的广泛关注，而石油污染作为最严重的问题之一，一直威胁着人类的健康和生态平衡。近年来，在日常生活和工业发展过程中，原油泄漏事故和含油废水排放频繁发生。如何有效处理这些含油废水已迫在眉睫。传统的油水处理方法包括撇油、气浮和固化。

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絮凝、离心和深度过滤等，但这些方法不可避免地产生二次污染，成本高，操作复杂。薄膜材料作为一种新型分离材料，具有成本低、方法简单、分离效率高等优点。特别是具有特殊润湿性的功能性分离膜，根据其对水或油的选择渗透性，更有利于乳化油的分离。在众多的膜制备方法中，静电纺丝被认为是合理控制膜的化学结构、孔隙率、微纳结构和纤维直径以实现高渗透性和低能耗的油水分离最有效和最常用的方法。的混合物。现有聚合物静电纺油水分离膜的制备中，通常将聚合物制备成膜，然后对氟硅烷、长链烷烃、聚硅氧烷等低表面能物质进行浸渍、喷涂、涂层等方法。对薄膜表面进行改性。申请公开号CN104014259 A“疏水分离膜的制备方法”公开了一种疏水分离膜的制备方法。辐照处理引发接枝反应，然后将其溶解或分散在有机溶剂中，对多孔基膜表面进行涂覆和喷涂，形成疏水分离膜。申请公开号CN105749770 A " 实验步骤多，操作复杂，低表面能物质与薄膜只是物理结合，疏水性不持久。尽管聚四氟乙烯 (PTFE) 和全氟乙烯丙烯共聚物 (FEP) 等全氟聚合物具有极低的表面能，但它们不适用于溶液纺丝。因此，含氟单体与主链单体共聚可形成高可纺性、低表面能的含氟共聚物，从而扩大其应用前景。尽管聚四氟乙烯 (PTFE) 和全氟乙烯丙烯共聚物 (FEP) 等全氟聚合物具有极低的表面能，但它们不适用于溶液纺丝。因此，含氟单体与主链单体共聚可形成高可纺性、低表面能的含氟共聚物，从而扩大其应用前景。尽管聚四氟乙烯 (PTFE) 和全氟乙烯丙烯共聚物 (FEP) 等全氟聚合物具有极低的表面能，但它们不适用于溶液纺丝。因此，含氟单体与主链单体共聚可形成高可纺性、低表面能的含氟共聚物，从而扩大其应用前景。

技术实现思路

本专利的技术目的是提供一种含氟疏水共聚物油水分离膜的制备方法，该方法中采用均相溶液自由基聚合法，主链单体和含氟单体溶于油在引发剂作用下共聚，在水中沉淀，真空干燥，得到含氟疏水共聚物粉末。将其溶解于有机溶剂中制备一定浓度的纺丝原液吸入氟乙酸甲酯，通过静电纺丝制备具有超疏水/超亲油性能的纳米油水分离膜。本专利技术所述方法制得的含氟疏水共聚物油水分离膜具有孔径、纤维直径、厚度等可调的特点，可实现各种油水混合物和水的分离。在重力作用下的油中（油中水）。W/O)型乳液分离效率高，操作简单，油水分离效率高，易于工业化生产。具有一定的工业应用前景。

本专利技术所述的一种含氟疏水共聚物油水分离膜的制备方法，按以下步骤进行：

含氟疏水共聚物的制备：

A、摩尔比99:1

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60:40，加入主链单体和含氟单体，将油溶性引发剂单体总质量的0.5wt.%加入有机溶剂中，惰性气体保护下，温度为50

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70°C 连续搅拌反应 12

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48h，得到聚合物溶液，加水沉淀，在真空干燥箱中70℃干燥，得到聚合物粉末；其中主链单体为丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯；含氟单体的碳原子数为6

——

14、氟原子数为9

——

21、包括丙烯酸六氟丁酯、全氟丁乙烯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、全氟癸基乙烯、丙烯酸全氟丁酯、全氟甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸全氟辛醇或丙烯酸全氟辛酯；油溶性引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化苯甲酰或过氧化甲乙酮；有机溶剂为三氟乙酸，N,N

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二甲基甲酰胺，N，N

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二甲基乙酰胺，二甲亚砜吸入氟乙酸甲酯，N

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甲基吡咯烷酮、环丁砜或硝酸乙烯酯；

静电纺丝溶液的制备：

B、将步骤a得到的共聚物粉末溶于有机溶剂中，共聚物的质量分数为5%

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30% 在温度 50

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在 80°C 加热下搅拌 4

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6h，然后站立0.5h

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2h，使其消泡，得到共聚物溶液；其中有机溶剂为三氟乙酸，N,N

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二甲基甲酰胺，N，N

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二甲基乙酰胺，二甲亚砜，N

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甲基吡咯烷酮、环丁砜或硝酸乙烯酯；

静电纺丝法纺油水分离膜：

C、在注射器中采用抽吸步骤b中的共聚物溶液，选择18

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24 号针头以 0.3 的注射速率将注射器安装在静电纺丝装置的注射泵中

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3ml/h，平移距离设置为5

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15cm，旋转距离8

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20cm，以滚筒为接收器，转速为40

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300rpm，旋转电压为10

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25kV，自旋时间0.5

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6h，纺丝后，将样品置于 60

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在 80°C 的烤箱中干燥 2

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4h，得到含氟疏水共聚物油水分离膜。

[0011] 通过该方法得到的含氟疏水共聚物油水分离膜在制备和分离油水混合物或油包水乳液中的用途。

本专利技术所述的一种含氟疏水性共聚物油水分离膜制备方法与现有技术相比具有以下创新：

[0013] 该专利技术采用原位合成改性的方法，直接合成含氟疏水共聚物，然后通过静电纺丝获得具有高效油水分离性能的薄膜。它不同于传统的多元聚合物共混纺丝方法。该方法制备工艺简单，易于工业化生产。

图纸说明

图1是专利技术实施例1制备的薄膜的静水和静油的接触角图和SEM图像，其中a)静电纺丝薄膜表面的水滴润湿性和光学图像；b) 静电纺丝膜表面油滴的润湿性和光学图像；c) 静电纺丝薄膜的 SEM 图像；

图2为本专利技术所有实施例中油水分离和油包水乳状液分离工艺图，及其a)油水混合物分离工艺；b) 在油包水乳液分离过程中；

图3为专利技术实施例5制备薄膜乳液分离前后的光学显微镜图，其中油包水(水/正己烷)

烷烃乳液在分离 a) 前和分离后 b) 通过制备的膜的光学显微镜图像。

详细方法

[0017] 下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步详细说明，但不限于以下实施例。

实施例1

含氟疏水共聚物的制备：

A，按摩尔​​比 99:1 与丙烯腈和全氟癸烷

【技术保护点】

【技术特点总结】

1.一种含氟疏水共聚物油水分离膜的制备方法，其特征在于按以下步骤进行： 含氟疏水共聚物的制备： a．摩尔比为 99:1

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60:40，加入主链单体和含氟单体，将油溶性引发剂单体总质量的0.5wt.%加入有机溶剂中，惰性气体保护下，温度为50

——

70°C 连续搅拌反应 12

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48h后得到聚合物溶液，加水沉淀，在真空干燥箱中70℃干燥，得到聚合物粉末；主链单体为丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯。酯类；含氟单体有6个碳原子

——

14、氟原子数为9

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21、包括丙烯酸六氟丁酯、全氟丁乙烯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、全氟癸基乙烯、丙烯酸全氟丁酯、全氟甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸全氟辛醇或丙烯酸全氟辛酯；油溶性引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化苯甲酰或过氧化甲乙酮；有机溶剂为三氟乙酸，N,N

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二甲基甲酰胺，N，N

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二甲基乙酰胺，二甲亚砜，N

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甲基吡咯烷酮、环丁砜或硝酸乙烯酯；静电纺丝溶液的制备： b．将步骤a得到的共聚物粉末溶解于有机溶剂中，共聚物的质量分数为5%

【专利技术性质】

技术研发人员：马鹏程、吕重江、艾克热木、

申请人（专利权）持有人：中国科学院新疆理化研究所，

类型：发明

国家省市：

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