[发明专利]微波氟化PVA超疏水膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种微波氟化PVA超疏水膜的制备方法，其采用PDFMA_XMAA_y作为改性剂对微波处理后的PVA进行氟化改性后再成膜，制得微波氟化PVA超疏水膜。本发明还提供一种微波氟化PVA超疏水膜。本发明改性剂PDFMA_XMAA_y的制备采用简单的活性自由基聚合反应，该方法相比现有的技术所需的操作步骤少，操作简便，成本低，易于控制，易于工业化生产；改性膜采用旋涂法制备而成，不破坏膜结构，膜保持持久的稳定性；将两者结合起来，操作简单，使用范围广。

技术领域

本发明涉及高分子改性合成膜分离技术领域，特别涉及一种微波氟化聚乙烯醇(PVA)超疏水膜及其制备方法。

背景技术

由于聚乙烯醇(PVA)侧链中含有大量的羟基，且该羟基尺寸小，极性强，极易形成氢键，从而使得其对氢、氧、氮、水蒸气和二氧化碳等的透过率均很低。PVA不仅具有低毒、化学性质稳定、生物降解性好等的优点，同时还具有易成纤、易成膜、耐磨性好、抗静电性强、韧性高等的性质，这些性质使其在医学、药物、建筑、印刷、木材加工及食品包装等领域都有着广泛的应用。

近些年来，一些发达国家的公司对PVA材料的研究不再仅是注重其在功能纤维方面应用，更多的关注于PVA薄膜材料的开发利用。但由于PVA的分子的侧链上有大量的羟基，易形成强氢键，这样就使得其熔点高于热分解的温度，在水中容易溶胀甚至溶解，表现出超强的亲水的性质，这样就在很大程度限制了PVA在很多领域的应用，现有技术中有研究者采用模板法、自作装法、溶胶-凝胶法、相分离法、刻蚀法、电纺法和气相沉积法制备超疏水薄膜，但PVA的超强的亲水的性质及上述方法还存在制备过程复杂，所需设备昂贵等问题，导致现有技术中PVA超疏水薄膜的制备方法鲜有报道。

综上所述，一种制备方法简单，而且疏水性强的PVA膜及其制备方法亟待开发。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种简易的方法，以解决常规制备方法存在的制备过程复杂，所需设备昂贵等问题。

本发明还有一个目的是采用新型的PDFMA_XMAA_y作为共混改性改性剂，利用简单的自由基聚合、微波氟化及旋涂法制备微波氟化PVA超疏水膜，无需添加致孔剂，改善PVA膜材料的疏水特性，延长膜的使用寿命，扩大了其应用范围。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种微波氟化PVA超疏水膜超疏水膜的制备方法，采用PDFMA_XMAA_y作为改性剂对微波处理后的PVA进行微波辐照接枝改性氟化成膜，制得微波氟化PVA超疏水膜，其中，PDFMA_XMAA_y通过以下合成路线制得：

优选的，PVA分子量170000～200000，醇解度为95～99％。

优选的，PDFMA_XMAA_y的合成方法为：取一定量的甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)、甲基丙烯酸(MAA)及偶氮二异丁腈(AIBN)溶解于一定体积的N,N-二甲基乙酰胺(DMF)于300mL三颈烧瓶中，利用油泵抽真空，以除去反应液中的空气；该反应在N₂保护下反应一段时间，结束后，将产物用少量的丙酮稀释，将聚合物溶液边搅拌边滴入水溶液中沉淀，收集沉淀物，用水和乙醇分别冲洗以除去未反应的单体，将聚合物PDFMA_XMAA_y干燥至恒重。

优选的，所述PDFMA_XMAA_y合成反应在N₂保护下的反应时间根据所需要的聚合物的分子量决定。

优选的，所述x及y值根据DFMA与MAA投入的摩尔比例的改变而改变；所述x：y＝1：5～5：1。