申请/专利权人：中国科学院新疆理化技术研究所

申请日：2024-03-26

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN118257067A

主分类号：D04H1/728

分类号：D04H1/728;C08F220/46;C08F222/02;C08F220/44;C08F214/18;C08F212/10;C08F220/48;C08F220/58;C08F220/06;C08F220/24;C08F210/14;C08F220/20;C08F220/56;B01D71/42;B01D67/00;B01D69/02;D04H1/43;D01D5/00;D06C7/00

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.28#公开

摘要：本发明公开了一种聚丙烯腈基Janus薄膜的制备方法和用途，该方法采用自由基聚合法，以丙烯腈单体为主体原料，分别与亲水、疏水单体共聚，通过水中沉淀和真空干燥后得到亲水或疏水聚丙烯腈共聚物；将其溶解在有机溶剂中，配制出一定浓度的纺丝原液，采用顺序纺丝（静电纺丝气流纺丝）法制备复合薄膜，经热处理后得到双侧非对称润湿性Janus薄膜。该方法制备出的薄膜具有界面层牢固、润湿性可控、厚度可调、高效分离油水乳液等特点，且操作简单，在液体收集、液体单通道运输、及海水淡化等领域有工业化应用前景。

主权项：1.一种聚丙烯腈基Janus薄膜的制备方法，其特征在于按下列步骤进行：亲水性聚丙烯腈共聚物的制备：a、按摩尔比95:5-75:25将丙烯腈与亲水性单体为丙烯酸、丙烯酰胺、衣康酸、丙烯酸羟乙酯或N-羟甲基丙烯酰胺中的一种或两种，及0.1-0.25g的过硫酸铵加入到质量比1:1的二甲基甲酰胺:水混合溶剂中，温度50-70℃持续搅拌，反应4-8h后，得到混合物；b、将步骤a得到的混合物用水、乙醇依次进行洗涤3-5次，过滤后，置于真空干燥箱中烘干，得到聚合物粉末；疏水性聚丙烯腈共聚物的制备：c、按摩尔比99:1-60:40将丙烯腈与疏水单体为含氟单体及长链烷烃单体，及0.1-0.20g的偶氮二异丁腈加入到二甲基甲酰胺中，在惰性气体保护下，温度50-70℃中持续搅拌反应12-48h，得到聚合物溶液；其中含氟单体为丙烯酸六氟丁酯、全氟丁基乙烯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、全氟癸基乙烯、全氟丁基乙基丙烯酸酯、全氟丁基乙基甲基丙烯酸酯、全氟辛醇丙烯酸酯、全氟辛基乙基丙烯酸酯中的一种或两种；长链烷烃单体为苯乙烯、十二碳烯、十六碳烯、正庚烯、戊烯中的一种或两种；d、将步骤c得到的聚合物溶液用水进行沉淀，在温度70℃真空干燥箱中烘干后得到聚合物粉末；纺丝液的制备：e、将在步骤b中亲水聚合物粉末和步骤d中得到的疏水聚合物粉末分别溶于良性溶剂中用于制备纺丝液，亲水和疏水共聚物的质量分数分别为5-30%和5-30%，在温度50-80℃加热条件下搅拌4-6h，之后静置0.5-2h，使其脱泡；其中良性溶剂为三氟乙酸、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、环丁砜或硝酸亚乙基酯；顺序纺丝法纺制Janus薄膜：f、采用两个注射器分别吸入步骤e中得到的亲水和疏水共聚物溶液，进行顺序纺丝，选择18-24号针头，将注射器安装在注射泵中，聚合物注射速率为0.3-3mLh，纺丝距离8-20cm，以滚筒作为接收器，其转动速度为40-300rpm，纺丝时间为5-120min，纺丝方式为静电纺丝或气流纺丝的一种或两种，其中静电纺丝电压为8-25kV，气流纺丝的气流压强为0.05-0.5MPa，主体层纺丝时间为45-120min，皮肤层纺丝时间为5-25min，纺丝结束后，将样品放置在150-210℃烘箱中热处理30-180min，得到聚丙烯腈基Janus薄膜。

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