[发明专利]一种亲水性聚偏氟乙烯复合材料

说明书

技术背景

本发明涉及一种水处理膜材料，尤其涉及一种亲水性聚偏氟乙烯复合材料，属于高分子材料技术领域。

背景技术

聚偏氟乙烯（PVDF）由于含有C-F键，且聚偏氟乙烯是一种线型半结晶型聚合物，具有较好的力学性能、耐热、耐化学腐蚀、易成膜等优点，广泛的应用于制备微滤膜、超滤膜和反渗透膜等水处理领域，但是由于聚偏氟乙烯的表面能低，具有强疏水性，这一性能使聚偏氟乙烯在水处理过程中存在通量低和容易被污染，减少了聚偏氟乙烯的水处理使用寿命，限制了聚偏氟乙烯在水处理领域的应用。因此改性聚偏氟乙烯的亲水性迫在眉睫，目前比较简单有效的方法是采用亲水性的有机材料或无机材料对聚偏氟乙烯进行共混改性，但是单纯的有机材料与聚偏氟乙烯的相容性差，无机材料在聚偏氟乙烯材料内分散性不好，导致材料的性能不稳定。本发明提供了一种亲水性聚偏氟乙烯复合材料，采用相反转法制备聚偏氟乙烯复合材料，操作简单。用两亲性共聚物共混改性聚偏氟乙烯，两亲性共聚物的疏水链段与聚偏氟乙烯的相容性较好，两亲性共聚物的亲水链段富集在聚偏氟乙烯的表面有效改善聚偏氟乙烯的亲水性，显著提高聚偏氟乙烯在水处理领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种亲水性聚偏氟乙烯复合材料，采用两亲性共聚物共混改性聚偏氟乙烯，两亲性共聚物的疏水链段与聚偏氟乙烯的相容性较好，两亲性共聚物的亲水链段富集在聚偏氟乙烯的表面有效改善聚偏氟乙烯的亲水性，显著提高聚偏氟乙烯在水处理领域的应用。

本发明通过以下技术方案实现：一种亲水性聚偏氟乙烯复合材料，包括聚偏氟乙烯、良溶剂和两亲性共聚物，所述两亲性共聚物与聚偏氟乙烯在良溶剂中共混制备成膜液，采用相反转法制备了亲水性聚偏氟乙烯复合材料。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述聚偏氟乙烯的分子量为30-60万。

所述两亲性共聚物的共聚单体中疏水性单体和亲水性单体摩尔比为1:4-3:1。所述两亲性共聚物的一端为疏水链段，另一端为含羟基、羧基、酯基或酰胺基中的一种或一种以上官能团的亲水链段。所述两亲性共聚物的疏水链段是为了增强与聚偏氟乙烯的相容性，所述两亲性共聚物的亲水链段富集在聚偏氟乙烯的表面可以改性聚偏氟乙烯的表面亲水性。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述共聚单体中亲水性单体包括乙二醇、乙烯醇、马来酸酐、丙烯酸、丙烯酰胺中的一种或多种；所述共聚单体中疏水性单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯一种或多种。共聚单体通过常规的自由基聚合法或接枝聚合法制备，自由基聚合法和接枝聚合法为常规聚合方法，故不再赘述。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述良溶剂主要为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或丙酮中的一种。所述良溶剂是同时溶解聚偏氟乙烯和两亲性共聚物，本发明是通过聚偏氟乙烯和两亲性共聚物溶液共混进行改性，溶液共混操作简单，混合均匀，为后一步制膜最准备。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述两亲性共聚物占聚偏氟乙烯质量的百分比为5%-35%。两亲性聚合物的量过少改性聚偏氟乙烯的亲水性效果较差，两亲性聚合物的量过多改性聚偏氟乙烯的亲水性能不变，造成浪费，经过多次试验分析得到两亲性共聚物的百分比为5%-35%时较佳。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述成膜液的质量百分比为10%-35%，成膜液的浓度过低不易成膜，成膜液的浓度过高成膜性能较差，经过多次试验分析得出成膜液的浓度在10-35%时成膜效果较好。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述相反转法包括以下步骤：

步骤A，将一定量的两亲性聚合物与聚偏氟乙烯在良溶剂中配制成膜液；

步骤B，用玻璃刮刀将成膜液刮在玻璃板上，得到液膜，然后迅速将其浸入去离子水凝固浴中，成膜后取出，用去离子水清洗12h，最后在空气中晾干备用。

本发明的优点在于，采用两亲性共聚物对聚偏氟乙烯进行共混改性，两亲性共聚物具有疏水链段和亲水链段，两亲性共聚物的疏水链段与聚偏氟乙烯的相容性较好，有效解决与聚偏氟乙烯共混过程中相容性差的问题；共混改性后，两亲性共聚物的亲水链段富集在聚偏氟乙烯的表面可以改善聚偏氟乙烯的亲水性，可以制备出亲水性的聚偏氟乙烯复合材料，显著扩大聚偏氟乙烯在水处理领域的应用。

附图说明

无。

具体实施方式

实施例1：