[发明专利]一种嵌段聚合物改性油水分离不锈钢网及其制备方法

说明书

本发明公开了一种嵌段聚合物改性油水分离不锈钢网的制备方法。本发明利用原子转移自由基聚合反应将酰溴取代不同链长的聚乙二醇与含粘附性儿茶酚基团的多巴胺甲基丙烯酰胺聚合形成嵌段聚合物。不锈钢网浸泡在添加聚合物反应液的Tris缓冲液中恒温振荡，获得嵌段聚合物改性油水分离不锈钢网。本发明所提供的嵌段聚合物改性油水分离不锈钢网具有油水分离效果好、稳定性好和抗机械力的特性；所使用的贻贝启发嵌段聚合物材料具有生物相容性、可降解性和环保性，使用后废料不会对环境造成二次污染。本发明贻贝启发嵌段聚合物改性油水分离不锈钢网的制备方法、工艺简便，过程快速，且反应温和可控。

技术领域

本发明涉及一种油水分离不锈钢网及其制备方法，具体涉及一种贻贝启发嵌段聚合物改性油水分离不锈钢网及其制备方法。

背景技术

工业废水排放、海底采油泄漏等造成了世界范围内的水污染，给生态、经济和人类的健康带来了沉重的负担，海水油污治理是当今世界的一大挑战。因此，迫切需要发展有效的含油污水处理技术。传统的油污治理方法如围栏法、离心法、化学处理法、生物处理法、浮选、撇油等，能在一定程度上解决油水分离的需求，但分离效率低、成本高、工艺复杂以及容易造成二次污染等不足使得其在大规模应用中受到限制。

受自然界荷叶表面“自清洁”现象的启发，利用特殊润湿性材料进行油水分离成为研究热点，如典型的超疏水-超亲油型“除油”材料和水下超疏油型“除水”材料，已成功应用于油水分离。据文献报道，生物相容性的聚合物被引入作为无毒的表面防污涂层材料，包括聚乙二醇，聚丙烯酸酯，聚(2-羟基乙基甲基丙烯酸酯)，和聚丙烯酰胺。其中，聚乙二醇因其高水溶性、链柔性和生物相容性而得到广泛应用，通过空间排斥和表面水化产生防污和润滑性能。

海洋贻贝能够在潮湿的环境下，紧紧的吸附在坚硬的岩石、矿物和金属的表面。这归因于贻贝足蛋白序列中含有大量独特的3,4-二羟基苯丙氨酸(L-DOPA)，而L-DOPA上的邻苯二酚基团为贻贝在物质表面持久而强有力的吸附提供了主要的贡献。受贻贝启发，多巴胺被开发为一种坚固而通用的锚固剂材料，为表面改性开辟了新的策略。

近年来，环构象的ABA型三嵌段共聚物被探索作为高级防污涂料。其与刷状的传统AB型二嵌段共聚物不同，环状三嵌段聚合物不存在链端，排阻体积大，空间位阻强烈，提供了优异的表面空间稳定性，防污性和润滑性能。为材料表界面科学与技术的发展注入了巨大的活力，被广泛地研究用于材料的表界面改性和功能化。

目前报道的基于多巴胺表面改性超亲水/水下超疏油的油水分离材料，仍存在一些问题。如空气氧化多巴胺形成聚多巴胺涂层的速率慢，沉积时间长、稳定性差，容易造成多巴胺的严重浪费和环境污染，这些问题极大地限制了多巴胺在实际生活和工业生产中的大规模应用；其次，常用的油水分离材料大多是不可降解或难降解的高分子材料，使用结束后废弃物易对环境造成二次污染。

发明内容

依据现有技术的缺点和不足，本发明的要解决的技术问题在于提供一种贻贝启发嵌段聚合物改性油水分离不锈钢网，该油水分离不锈钢网具有油水分离效率高、稳定性好和抗机械性的特点，所使用的金属不锈钢网具有良好的机械和化学稳定性且廉价易得的，嵌段聚合物具有生物相容性、可降解性和环保性。

本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种贻贝启发嵌段聚合物改性油水分离不锈钢网的制备方法，该方法具有工艺简便，过程快速，且反应温和可控的特点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

嵌段聚合物改性油水分离不锈钢网通过聚乙二醇-聚多巴胺甲基丙烯酰胺嵌段聚合物对不锈钢基材表面进行改性制备而成；不锈钢网作为基底材料，将聚合物涂附其上；所述聚乙二醇-聚多巴胺甲基丙烯酰胺嵌段聚合物的结构式如下所示：

其中，a为1-10的整数，b为4、6、8、10、13、22、33、45、67。