[发明专利]一种高疏水稳定性棉质滤布及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高疏水稳定性棉质滤布及其制备方法，包括以下步骤：(1)将二氯甲烷加入反应容器，经预冷后，加入棉质滤布、DMAP、三乙胺，最后加入活化剂DMSO，待溶液混合均匀后逐步滴加BiB，搅拌进行酯化反应，反应结束后再升温反应；将反应后的滤布清洗，真空干燥，得到大分子引发剂Cell‑Br；(2)通过ARGET‑ATRP法制备疏水改性滤布，其中疏水改性单体为1‑烷链烯烃单体。由该方法所得的疏水改性滤布，其接触角可达141°，且1小时后的接触角衰减率为17.5％，2小时后接触角衰减率为29.8％，具有较好的疏水性和疏水稳定性，在油水分离、高效精密分离等领域具有潜在的实用价值。

技术领域

本发明属于功能高分子材料技术领域，具体为一种高疏水稳定性棉质滤布的制备方法及应用。

背景技术

纤维素自被发现以来就因其可再生、来源丰富以及环境安全等优秀特性被国内外学者广泛关注。随着石化资源储量的不断下降以及人们环境意识的不断提高，可持续再生的纤维素质材料愈发成为一种期望的新型材料。棉纤维作为一种天然纤维它本身的高结晶度、长分子链结构使其具有优良的机械性能，被广泛应用于服装、滤材、填料等领域。电子活化再生(ARGET)原子转移自由基聚合(ATRP)是一种新型的聚合方法，该方法有效的减少了废水中重金属含量，并且克服了传统ATRP必须无氧的苛刻反应条件，降低了反应成本，因此ARGET ATRP在未来可能具有广泛的工业应用前景。

目前通过ARGET ATRP方法以天然纤维素为基底制备疏水性油水分离滤材已经有少许报导。但在实际应用中，长时间、高液压的条件下进行油水分离会使疏水材料表面不断被浸湿，完全浸湿后材料会失去油水分离效果。因此油水分离材料性能的优劣不仅要衡量即时疏水性，更要衡量它的疏水稳定性，但这项重要的性能指标往往被研究人员所回避。

通过ARGET ATRP方法制备的纤维素基油水分离滤材由于其基底的天然亲水性，使材料难以获得良好的疏水稳定性，从而影响材料的实际应用性能。最根本的原因是纤维素的多氢键结构会对其化学改性造成极大的限制，导致由ARGET ATRP方法接枝共聚在纤维素质材料表面的疏水性物质较少，从而导致疏水物质的疏水性与材料本身的天然亲水性竞争中处于劣势。因此如何提高纤维素的化学反应程度对于制备功能性纤维素质材料具有巨大的意义。

发明内容

针对现有棉质滤布疏水稳定性的不足，为进一步提高现有棉质滤布的疏水性能，本发明针对棉纤维滤布特点和ARGET-ATRP反应的要求，采用DMSO作为活化剂促进棉质纤维素的反应活性，通过1-十八烯单体与棉质滤布的接枝共聚疏水功能改性，简化了反应过程，提高了反应效率、增加了滤布的疏水性及疏水稳定性。

本发明的主要目的是提供一种具备高疏水稳定性、具有实用前景和价值的可适用于棉质滤布的超疏水功能改性的技术方法。

本发明的另一目的在于提供一种由上述制备方法得到的疏水棉质滤布。

本发明的再一目的在于提供上述疏水棉质滤布的应用。

为了实现上述目的，采用的技术方案如下：

一种高疏水稳定性棉质滤布的制备方法，包括以下步骤：

(1)大分子引发剂Cell-Br的制备

将二氯甲烷加入反应容器，于5～10℃预冷后，加入棉质滤布、二甲氨基吡啶(DMAP)、三乙胺(TEA)，最后加入活化剂二甲亚砜(DMSO)，待溶液混合均匀后逐步滴加2-溴异丁酰溴(BiB)，搅拌进行酯化反应，反应结束后升温至30±5℃，反应6h以上；将反应后的滤布用丙酮乙醇混合溶液清洗，真空干燥，得到大分子引发剂Cell-Br；

(2)通过ARGET-ATRP法制备疏水改性滤布