[发明专利]一种疏水亲油的多孔聚硅氧烷材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种疏水亲油的多孔聚硅氧烷材料的制备方法，具体包括如下步骤：(1)采用合适分子量的聚乙二醇(PEG)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合；(2)将混合后的胶体放置一定温度的烘箱进行固化；(3)对固化后的混合物进行分离，获得的多孔PDMS材料在一定温度下进行后处理。本发明具有省时、不依赖特殊设备、可工业化的优点，所制备的疏水亲油的多孔PDMS材料具有10～50纳米左右的连续的孔道结构，其水接触角110～154°，滚动角为0～180°，油接触角小于10°。

技术领域

本发明涉及一种疏水亲油的多孔聚硅氧烷材料的制备方法，特别适用于油或有机溶剂与水的高效分离，属于疏水亲油多孔聚硅烷材料的制备领域。

背景技术

随着现代工业的发展，频发的原油泄漏已经对海洋生态及人类环境造成了严重的破坏。然而，传统的物理沉降、化学燃烧等方法，无法实现油与水的高效分离，且燃烧后的气体会造成严重的二次污染。作为典型的案例，2014年4月20日，墨西哥湾发生严重的原油泄漏事件，当时化学燃烧的紧急处理方案既没有有效阻止原油的进一步蔓延，又直接导致2000平方英里的生态环境遭到不可挽回的伤害。因此，如何实现高效油水分离，是环境保护研究的热门领域之一。

吸附分离是油水分离的一种重要手段，其主要是通过多孔材料的超强吸附能力来达到吸附分离的目的。最近，许多研究将多孔材料改性成疏油亲水或者疏水亲油材料来实现高效油水分离。该类型材料是通过对油或水的选择以及吸附质的高吸附容量来实现油水混合物的高效分离。然而，除了实现油水的高效分离，吸附材料的使用是否会对对环境造成二次污染却极少有文献或者专利提及过。

专利(CN103537120B)提到用聚氨酯海绵作为吸油的材料。制取过程是在先在聚氨酯海绵沉积一层金属氧化物，然后采用硅烷偶联剂对海绵进行疏水修饰。该制备过程需要使用昂贵的设备，且使用到有机铝和四氯化钛等有毒或高危材料，不利于工业化生产。

专利(CN105002721A)提到一种耐磨损超疏水棉布的制备方法。该方法采用商业棉布为基底，二氧化硅、氨水、十八烷基三甲基硅烷等修饰材料，通过一步法合成具有超疏水的棉布。然而该过程需要在超声波条件下进行，氨水的使用会进一步增加设备的投入和造成环境的污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种疏水亲油的多孔聚硅氧烷材料的制备方法，采用软模板法，选择市面上低成本的聚乙二醇(PEG)材料作为模板，通过机械搅拌的方法制得疏水亲油多孔聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种疏水亲油的多孔聚硅氧烷材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)原料混合：将分子量为500～10000的聚乙二醇和聚二甲基硅氧烷按照质量比为10:1～1:10的比例充分混合；

(2)混合物固化：将步骤(1)得到的聚二甲基硅氧烷—聚乙二醇混合物在温度为室温至120℃下进行固化10～480min；

(3)混合物后处理：将步骤(2)得到的聚二甲基硅氧烷—聚乙二醇混合物在温度为室温至80℃的有机溶剂或水中浸泡10～60min，循环浸泡2～5次；

(4)后处理：将步骤(3)得到的材料在温度为45℃至80℃下继续固化2～10h，即得到所述疏水亲油的多孔聚二甲基硅氧烷材料。

优选地，步骤(1)中所述的聚乙二醇分子量为1000，5000，8000和10000中任意一种，所述的聚乙二醇和聚二甲基硅氧烷质量比为4:1～1:1。

优选地，步骤(2)中所述固化温度为40～80℃，固化时间为20～60min。

优选地，步骤(3)中所述的温度为60～80℃，所述的溶剂为水、二氯甲烷、乙酸乙酯和石油醚中的任意一种。