[发明专利]一种具有高疏水稳定性的棉质滤布及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有高疏水稳定性的棉质滤布及其制备方法。所述方法为采用含CS₂的活化试剂对棉质滤布进行预处理，并通过ARGET‑ATRP法实施疏水改性反应，制得具有高稳定疏水功能的功能改性棉滤布。本发明所述具有高稳定性的疏水改性棉滤布的起始接触角为141.7°，持续2h后可稳定在129.5°，衰减率仅为8.7％；超声处理90s后起始接触角仍达135.4°，2h后的接触角保留值119.5°，衰减率12.2％，远低于目前已知的同类型的疏水功能化改性的棉质滤材。本发明所述的疏水功能改性的棉质棉滤布，其疏水稳定性能得到极显著的提升，有利于更好满足在实际使用工况环境中的适用性。

技术领域

本发明属于功能高分子材料技术领域，具体涉及一种具有高疏水稳定性的棉质滤布及其制备方法。

背景技术

具有疏水功能的新型滤材是实现油水分离、高精度过滤等高效分离纯化过程的关键，也是高性能环境功能材料产业领域的代表性方向之一。

在类型众多的过滤材料中，如合成纤维、纤维素质滤材、金属滤网、等不同材质，纤维素质滤材是唯一的天然可再生、生态友好、可自然降解、丰富经济等优点的高分子材料，纤维素质织物可为编织网络结构，用作分离净化滤材时具有的通量大、应用广泛便利的工程优势，比如常见的棉纤维滤布，本身就是一种应用广泛和通用的纤维素过滤分离材料。

在另一方面，棉质滤布作为传统的常规分离过滤材料，其功能和应用都有一定的局限性，为此，需要采用先进的技术手段对其进行疏水功能等的结构改性，以实现其性能和功能的提升，并开发出不同类型和用途的天然纤维型的高性能功能性的新型分离材料。

电子活化再生-原子转移自由基聚合(ARGET-ATRP)具有反应过程温和、原材料低毒易获取、后处理简单等优点。迄今为止，尽管ARGET-ATRP法被用于制备具有表面疏水功能的棉质纤维滤材，并取得了较好的进展，但所获得的疏水功能棉质滤布在其疏水稳定性方面，与实际工况条件的需要还有较大的差距，需要进一步的改善和技术突破。

为此，在本发明中，采用了一种新型的活化预处理方法，即采用以含CS₂为主的活化剂溶液对棉质滤布进行预处理，并通过ARGET-ATRP法进行有效的疏水改性反应，制备了疏水功能高度稳定的棉质改性滤布。

发明内容

针对现有改性棉质滤布疏水稳定性的不足，为进一步提高改性棉质滤布的疏水稳定性能，本发明根据棉质滤布特点及ARGET-ATRP法用于纤维素改性的要求，采用含CS₂为主的活化剂溶液实施了对棉质滤布的活化处理，促进了棉纤维素在其疏水改性过程中的反应活性的显著提高，进而实现了与1-烷链烯烃单体之间的高效接枝共聚，获得了具有显著疏水稳定性的改性棉滤布。

本发明的首要目的在于提供一种具有高疏水稳定性的棉质滤布的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种由上述方法制备得到的具有高疏水稳定性的棉质滤布。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种具有高疏水稳定性的棉质滤布的制备方法，包括以下步骤：

(1)将棉滤布置于活化剂中超声处理2～10min后，静置1.5～2.5小时，经清洗，干燥，得到活化棉滤布，所述活化剂为NaOH、CS₂和乙醇按照质量比1：(13～16)：(55～60)混合得到的混合液；

(2)于5～10℃下将二氯甲烷(DCM)、三乙胺(TEA)、二甲氨基吡啶(DMAP)和活化棉滤布加入反应容器中，通入氮气，加入2-溴异丁酰溴(BiB)，混合均匀后，升温至25±5℃，反应3～8小时，结束反应，分离棉滤布，清洗，干燥，得到酰溴化棉滤布；