【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚四氟乙烯材料，具体涉及聚四氟乙烯微孔膜的亲水改性技术。
技术介绍
1、聚四氟乙烯材料(ptfe)具有极好的耐强酸强碱的性能，即使在高温的条件下也不会发生分解，故具有极好的稳定性。由ptfe制备而成的微孔膜因其特殊的非对称高分子链结构可满足微小粒子的拦截，因其耐化学腐蚀，且具有极高的过滤效果。滤膜可满足对耐腐蚀性液体的过滤。
2、但其材料本身具有化学惰性和低表面能，疏水性极强，水难以浸润，因此无法直接用于液态水分离，需要进行亲水改性。
3、现有技术公开的亲水改性方法较多，例如申请人的在先申请，公开号为cn115245743a的中国专利，公开了一种聚四氟乙烯微孔膜及其亲水改性方法，在反应容器中加入dmf溶液、三乙胺和pu，充分搅拌制成pu溶液，将锚定全氟烷基磺酰氟的ptfe膜转移到pu溶液中，在-0.06～-0.1mpa下真空5-30分钟后静置2-10h；取出ptfe微孔膜放入50-80℃烘箱中干燥1-4h，此过程磺酰氟与pu的伯仲胺发生酰化反应，生成拓扑结构，锚定在聚四氟乙烯上引入亲水性的磺酰胺基、醚键及氨基结构。由于rf-结构的氟碳链表面能较低，与ptfe有良好的结合，通过磺酰氟与自聚醚脲结构材料上的伯、仲氨基发生磺酰化反应，在ptfe上引入磺酰胺基、醚键及氨基结构提升亲水涂层对酸碱的耐受性。
4、又例如公开号为cn117771960 a的中国专利申请，公开了一种聚四氟乙烯膜的亲水改性方法，该亲水改性方法的主要步骤有：将聚四氟乙烯膜置于有机溶剂中浸润至透明，取出后置于亲水pva
5、但由于ptfe微孔膜是膨体的，因此模量较低，容易变形，现有技术没有很好的解决这一问题。另外由于pva支链上含有大量的极性羟基基团，具有很强的亲水性，从而导致耐水性较差，容易在水中发生溶胀溶解。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了用于聚四氟乙烯微孔膜亲水改性的材料及其制备方法，使用此亲水改性材料进行亲水改性，解决ptfe微孔膜容易变形和过于强化亲水性导致耐水性较差的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、首先，提供了一种用于聚四氟乙烯微孔膜亲水改性的材料，包括pva溶液、氨基苯甲醛、冰乙酸、烷基磺酰氯、环氧基材料，其中，冰乙酸使得氨基苯甲醛中的醛基与pva的羟基发生缩醛反应并引入氨基，烷基磺酰氯用于在pva上引入疏水性的链段。
4、优选的，所述pva溶液由聚乙烯醇和去离子水在加热水浴条件下搅拌溶解制成。
5、优选的，所述pva溶液的浓度为5％；和/或，所述加热水浴的温度为95℃。
6、优选的，所述氨基苯甲醛为对氨基苯甲醛，邻苯氨基苯甲醛、间苯氨基苯甲醛、对乙酰氨基苯甲醛、2,4-二氨基苯甲醛和2-氨基-3,5-二溴苯甲醛，其中一种或者两种以上。
7、优选的，所述氨基苯甲醛的加入量占pva溶液的质量百分比为5-15％；和/或，所述冰乙酸的加入量占pva溶液的质量百分比为1-5％。
8、优选的，所述烷基磺酰氯为戊烷磺酰氯、辛烷磺酰氯、十一烷基磺酰氯、十二烷基磺酰氯、十五烷基磺酰氯、十七烷基磺酰氯和十八烷基磺酰氯，其中一种或者两种以上。
9、优选的，加入的烷基磺酰氯占pva溶液的质量百分比为2-15％。
10、优选的，所述环氧基材料为：4-乙烯基芐基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸环氧丙酯，其中一种或者两种以上。
11、另外，还提供了一种亲水改性材料的制备方法，其特征在于，用于制备所述的材料，包括如下步骤：
12、向pva溶液中加入氨基苯甲醛；
13、加入冰乙酸并搅拌，使得氨基苯甲醛中的醛基与pva的羟基发生缩醛反应并引入氨基；
14、缩醛反应结束后，加入烷基磺酰氯并搅拌，在pva上引入疏水性的链段，得到pva-aba溶液；
15、将pva-aba溶液转移至不透光的反应容器中，先加入醇类溶剂，配制成1-5％的溶液，同时加入占溶液质量百分比为0.5-3％的三乙胺进行催化，然后加热至设定温度并搅拌设定时间后加入环氧基材料并搅拌，反应得到产物pva-aba-alsc材料。
16、优选的，催化后加热至100℃搅拌4-6h；和/或，加入环氧基材料后，搅拌时间为10-12h。
17、本专利技术采用的技术方案，具有如下有益效果：
18、由于ptfe微孔膜是膨体的，因此模量较低，容易变形，尤其是在处理高浓度污染废水时需要材质本身应有较高的耐水压扁能力；本专利技术针对此需求，采用的技术方案是引入了苯环，苯环是刚性基团，苯环的引入提高了ptfe微孔膜材料的模量。
19、为了引入苯环，通过氨基苯甲醛的醛基和pva的羟基之间发生缩合反应，在pva骨架上引入苯环和氨基。
20、由于pva支链上含有大量的极性羟基基团，具有很强的亲水性，从而导致耐水性较差，容易在水中发生溶胀溶解，因此除了要提升交联度外，还需要在交联后的pva骨架大分子上引入疏水链段，以降低极性基团的含量，也就是降低高分子的极性，使水进不去，或者少进去；本专利技术针对此需求，采用的技术方案是引入长碳链的疏水链段。
21、其中，游离的氨基和烷基磺酰氯发生hinsberg反应，在pva上引入长碳链疏水链段。引入长碳链的疏水链段，进一步降低pva的极性，使得pva更容易与ptfe表面结合。
22、本专利技术的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中进行详细的说明。
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1.一种用于聚四氟乙烯微孔膜亲水改性的材料，其特征在于，包括PVA溶液、氨基苯甲醛、冰乙酸、烷基磺酰氯、环氧基材料，其中，冰乙酸使得氨基苯甲醛中的醛基与PVA的羟基发生缩醛反应并引入氨基，烷基磺酰氯用于在PVA上引入疏水性的链段。
2.根据权利要求1所述的一种用于聚四氟乙烯微孔膜亲水改性的材料，其特征在于，所述PVA溶液由聚乙烯醇和去离子水在加热水浴条件下搅拌溶解制成。
3.根据权利要求2所述的一种用于聚四氟乙烯微孔膜亲水改性的材料，其特征在于，所述PVA溶液的浓度为5％；和/或，所述加热水浴的温度为95℃。
4.根据权利要求1所述的一种用于聚四氟乙烯微孔膜亲水改性的材料，其特征在于，所述氨基苯甲醛为对氨基苯甲醛，邻苯氨基苯甲醛、间苯氨基苯甲醛、对乙酰氨基苯甲醛、2,4-二氨基苯甲醛和2-氨基-3,5-二溴苯甲醛，其中一种或者两种以上。
5.根据权利要求4所述的一种用于聚四氟乙烯微孔膜亲水改性的材料，其特征在于，所述氨基苯甲醛的加入量占PVA溶液的质量百分比为5-15％；和/或，所述冰乙酸的加入量占PVA溶液的质量百分比为1-5％。
6.根据权利要求1所述的一种用于聚四氟乙烯微孔膜亲水改性的材料，其特征在于，所述烷基磺酰氯为戊烷磺酰氯、辛烷磺酰氯、十一烷基磺酰氯、十二烷基磺酰氯、十五烷基磺酰氯、十七烷基磺酰氯和十八烷基磺酰氯，其中一种或者两种以上。
7.根据权利要求6所述的一种用于聚四氟乙烯微孔膜亲水改性的材料，其特征在于，加入的烷基磺酰氯占PVA溶液的质量百分比为2-15％。
8.根据权利要求1所述的一种用于聚四氟乙烯微孔膜亲水改性的材料，其特征在于，所述环氧基材料为：4-乙烯基芐基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸环氧丙酯，其中一种或者两种以上。
9.一种亲水改性材料的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1至8中任一项所述的材料，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种亲水改性材料的制备方法，其特征在于，催化后加热至100℃搅拌4-6h；和/或，加入环氧基材料后，搅拌时间为10-12h。
...【技术特征摘要】
1.一种用于聚四氟乙烯微孔膜亲水改性的材料，其特征在于，包括pva溶液、氨基苯甲醛、冰乙酸、烷基磺酰氯、环氧基材料，其中，冰乙酸使得氨基苯甲醛中的醛基与pva的羟基发生缩醛反应并引入氨基，烷基磺酰氯用于在pva上引入疏水性的链段。
2.根据权利要求1所述的一种用于聚四氟乙烯微孔膜亲水改性的材料，其特征在于，所述pva溶液由聚乙烯醇和去离子水在加热水浴条件下搅拌溶解制成。
3.根据权利要求2所述的一种用于聚四氟乙烯微孔膜亲水改性的材料，其特征在于，所述pva溶液的浓度为5％；和/或，所述加热水浴的温度为95℃。
4.根据权利要求1所述的一种用于聚四氟乙烯微孔膜亲水改性的材料，其特征在于，所述氨基苯甲醛为对氨基苯甲醛，邻苯氨基苯甲醛、间苯氨基苯甲醛、对乙酰氨基苯甲醛、2,4-二氨基苯甲醛和2-氨基-3,5-二溴苯甲醛，其中一种或者两种以上。
5.根据权利要求4所述的一种用于聚四氟乙烯微孔膜亲水改性的材料，其特征在于，所述氨基苯甲醛的加入量占pva溶液的质量百分比为5...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱建斌，冯涛，赵远飞，方伟星，金王勇，张小霞，
申请(专利权)人：浙江东大环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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