[发明专利]一种硅橡胶互穿网络结构聚合物渗透汽化膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种硅橡胶互穿网络结构聚合物渗透汽化膜及其制备方法它是硅橡胶溶液与乙烯基单体通过原位溶液聚合而成的产物；其中，硅橡胶溶液是由端羟基硅油与烷氧基硅烷和溶剂组成，三者组成质量比为（1‑5）：（0.01‑3）：（0‑100）。该聚合物渗透汽化膜保留了硅橡胶疏水性、耐酸碱、耐低温的优点同时提高了其力学性能和分离能力。

技术领域

本发明涉及一种硅橡胶互穿网络结构聚合物渗透汽化膜及其制备方法，它属于高分子化学技术领域。

背景技术

随着石油资源的日益枯竭，生物燃料越来越受到人们的重视与青睐。生物乙醇与生物丁醇分别被称为第一代和第二代生物燃料，由于其生产原料价格低廉且来源广泛，可以替代汽油作为内燃机的燃料，可再生而最受关注。到现在，发酵法制备乙醇与丁醇的技术已经成熟并且大规模的工业化，然而，由于发酵得到的水溶液中燃料的浓度较低从而分离成本较高使得发酵法制备生物燃料的应用受到限制。

渗透汽化(PV)分离法是一种利用聚合物膜分离不同组分的方法，由于其能耗低，效率高从而成为从水中分离有机物最有效的方法之一。渗透汽化技术最关键的在于其分离膜，分离膜的性能直接决定该技术的应用范围与经济价值。评判分离膜的性能主要选用两个参数，一个为分离因子(α，表征分离膜的选择性)，另一个为通量(J，表征分离膜的处理能力)。而目前已有的分离丁醇与乙醇的渗透汽化膜主要有硅橡胶膜，聚氨酯膜，改性硅橡胶膜，无机膜，离子液体膜等等，这些膜由于其分离能力不够或成本过高或稳定性不好而不具有相应的实用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种硅橡胶互穿网络结构聚合物渗透汽化膜及其制备方法，采用一定比例的端羟基硅油与交联剂在溶剂中反应制备硅橡胶溶液后，再通过乙烯基单体在硅橡胶溶液中原位聚合得到互穿网络结构聚合物渗透汽化膜，提高了硅橡胶膜的力学性能和分离能力以及处理能力。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种硅橡胶互穿网络结构聚合物渗透汽化膜，该渗透汽化膜是硅橡胶溶液与乙烯基单体通过原位溶液聚合而成的产物；其中，硅橡胶溶液是由端羟基硅油与烷氧基硅烷和溶剂组成，三者组成质量比为(1-5)：(0.01-3)：(0-100)。

按上述方案，所述端羟基硅油具有下述通式，其中n为10-10000的整数。

按上述方案，所述烷氧基硅烷是四烷氧基硅烷、烷基三烷氧基硅烷、改性烷基三烷氧基硅烷、环烷基烷氧基硅烷等中一种或几种的混合物。

按上述方案，所述溶剂选自环己烷、正己烷、环戊烷、正戊烷、环庚烷、正庚烷、正辛烷、异辛烷苯、甲苯、二甲苯、石油醚等中一种或几种的混合物。

按上述方案，乙烯基单体选自甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸丙酯，甲基丙烯酸异丙酯，甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸庚酯，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丙酯，丙烯酸异丙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸庚酯，甲基丙烯酸(1-3)氟甲酯，甲基丙烯酸(1-5)氟乙酯，甲基丙烯酸(1-7)氟丙酯，甲基丙烯酸(1-7)氟异丙酯，甲基丙烯酸(1-9)氟丁酯，甲基丙烯酸(1-15)氟庚酯，丙烯酸(1-3)氟甲酯，丙烯酸(1-5)氟乙酯，丙烯酸(1-7)氟丙酯，丙烯酸(1-7)氟异丙酯，丙烯酸(1-9)氟丁酯，丙烯酸(1-15)氟庚酯，苯乙烯、二乙烯基苯和对甲基苯乙烯等的一种或几种的混合物。(注：括号里的数字代表氟取代的数目，比如甲基丙烯酸甲酯，氟可以取代1-3个氢。)

本发明所述的硅橡胶互穿网络结构聚合物渗透汽化膜的制备方法，主要包括两个步骤：第一步，由端羟基硅油与交联剂烷氧基硅烷在溶剂中反应形成硅橡胶溶液；第二步，乙烯基单体在硅橡胶溶液中原位聚合形成硅橡胶互穿网络结构聚合物渗透汽化膜。