[发明专利]一种用于油水乳液分离的聚电解质接枝聚乙烯醇纺丝膜、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种用于油水乳液分离的聚电解质接枝聚乙烯醇纺丝膜、其制备方法及应用，将聚合物溶于二甲亚砜中，再加入六亚甲基二异氰酸酯，形成第三溶液体系，将交联聚乙烯醇纺丝膜浸入第三溶液体系，第二预定温度下处理第三预定时间，得到接枝聚乙烯醇纺丝膜，处理完成后，将接枝聚乙烯醇纺丝膜使用热二甲亚砜萃取、清洗和干燥，得到聚电解质接枝聚乙烯醇纺丝膜。本发明将乳液破乳和油水分离操作相结合，能够高效高速分离油水混合物和油水乳液，不易被污染，具有持续作业的能力，并且无需对乳液提前破乳操作，协同破乳过程不引入其他物质，便于分离后的油与水的进一步回收应用。

技术领域

本发明涉及油水分离膜材料技术领域，具体涉及一种用于油水乳液分离的聚电解质接枝聚乙烯醇纺丝膜、其制备方法及应用。

背景技术

频繁爆发的溢油事件，日益严重的生产生活含油废水排放等都对生态环境、物种生存、人类健康发展产生着越来越严重的危害，油水分离成为解决这类污染的主要手段。传统分离方法，如重力、离心、过滤、浮选等具有分离效率过低、操作复杂、费用高，易产生二次污染等问题，并且对于特定场合不适用。

膜分离技术可以克服以上缺陷。按照表面润湿性，油水分离膜可以分为两大类：超亲油-超疏水膜与超亲水-(水下)超疏油膜。超亲油-疏水性膜在处理油水混合物时，易被油污染，因而无法保持较高的通量与分离效率，并且无法在重力作用下分离将浪费一定能源。超亲水-(水下)超疏油膜抗污性能较高，因此通量和效率均有所提高。但二者都无法对油水乳液进行破乳操作，不能做到彻底分离，严重影响分离液的进一步应用；而在分离前的预先破乳操作繁琐，引入的破乳剂也将影响水或油的表面性质，不利于回收再利用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用于油水乳液分离的聚电解质接枝聚乙烯醇纺丝膜、其制备方法及应用，其目的在于将乳液破乳和油水分离操作相结合，能够高效高速分离油水混合物和油水乳液，不易被污染，具有持续作业的能力，并且无需对乳液提前破乳操作，协同破乳过程不引入其他物质，便于分离后的油与水的进一步回收应用。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种用于油水乳液分离的聚电解质接枝聚乙烯醇纺丝膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将聚乙烯醇和十二烷基硫酸钠共同溶于水，形成第一混合溶液体系；

步骤2：采用静电纺丝法对所述第一混合溶液体系进行静电纺丝操作，并使用铝箔进行接收，形成带有铝箔的聚乙烯醇纺丝膜；

步骤3：将戊二醛溶于丙酮，并加入浓盐酸，形成第二混合溶液体系，将所述带有铝箔的聚乙烯醇纺丝膜浸入所述第二混合溶液体系，直至聚乙烯醇纺丝膜自然脱落并完成交联反应，形成交联聚乙烯醇纺丝膜；

步骤4：采用原子转移自由基聚合法，以四氢呋喃为溶剂，溴代异丁酸乙酯为引发剂，氯化亚铜与五甲基二乙烯三胺为共催化剂，以甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟基乙酯为反应单体进行聚合，在第一预定温度下反应第一预定时间后，在反应体系中加入甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯，再持续反应第二预定时间，反应结束后，经沉淀、提纯和真空干燥后，形成白色固体聚合物；

步骤5：将所述聚合物溶于二甲亚砜中，再加入六亚甲基二异氰酸酯，形成第三溶液体系，将所述交联聚乙烯醇纺丝膜浸入所述第三溶液体系，第二预定温度下处理第三预定时间，得到接枝聚乙烯醇纺丝膜，处理完成后，将接枝聚乙烯醇纺丝膜使用热二甲亚砜萃取、清洗和干燥，得到聚电解质接枝聚乙烯醇纺丝膜。

进一步地，步骤1中，所述聚乙烯醇的浓度为50mg/ml～150mg/ml，所述十二烷基硫酸钠的浓度为5g/L～15g/L。

进一步地，步骤2中，所述静电纺丝操作时，纺丝推注速度以所述聚乙烯醇质量计为40mg/h～60mg/h，纺丝时间为2h～4h。