電子束預輻照制備尼龍-66接枝丙烯酸的方法技術

本發明專利技術提供了一種電子束預輻照制備尼龍-66接枝丙烯酸的方法。該方法是以高分子尼龍-66濾膜為基膜，經高能電子束預輻照處理，以水為接枝溶劑，硫酸銅為阻聚劑，一定溫度下，將丙烯酸單體接枝到尼龍-66濾膜表面。本方法成功的將丙烯酸接枝到了尼龍-66濾膜的表面，并且制備的接枝膜的吸水性能有了很大的提高。

【技術實現步驟摘要】
電子束預輻照制備尼龍-66接枝丙烯酸的方法
本專利技術涉及一種尼龍-66濾膜接枝丙烯酸的制備方法，特別是一種電子束預輻照制備尼龍-66接枝丙烯酸的方法。
技術介紹
尼龍是一種高性能高分子基體樹脂，它具有優異的綜合性能而被廣泛應用于制膜行業，越來越多的受到大家的關注。近年來，利用化學、紫外、電子束和伽馬射線等方法對尼龍濾膜進行接枝改性，制備功能荷電膜的研究也越來越多。例如：鄭州大學趙清香等利用化學接枝的方法將丙烯酸接枝到尼龍-66表面，利用該接枝方法，硫酸濃度為0.2mol/L，反應溫度60℃，反應時間4h，最高接枝率可達到180%，中科院上海應用物理研究所于洋等利用C60共輻照在尼龍濾布接枝N-異丙基丙烯酰胺，該方法以無水甲醇為溶劑、硫酸銅為阻聚劑，接枝率最高可達120%，接枝后的濾膜的親水性和吸水性能有很大的提高。天津工業大學的張環等采用紫外光對PA-6纖維進行無氧預輻照處理，然后在N2保護下引發丙烯酸的接枝，制備了可防止海洋生物附著的改性漁網，該方法可以得出，接枝率越高，海藻的附著量越小，當接枝率大于16.5%時，纖維具有優良的抗生物附著性能。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提出一種電子束預輻照制備尼龍-66接枝丙烯酸的方法。為達到上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種電子束預輻照制備尼龍-66接枝丙烯酸的方法，其特征在于該方法的具體步驟為：1）將尼龍-66濾膜用酒精清洗干凈，烘干至恒重；2）將經步驟a處理過的濾膜進行電子束預輻照，束流強度為5mA~10mA，電子束能量為1.8Mev，劑量為40~160kGy，輻照后立即放入-14℃的冰箱中保存備用；3）將經步驟b所得濾膜與襯底材料聚丙烯無紡布疊放在一起，固定后以玻璃棒為軸心卷成圓柱狀，捆扎后放入盛有濃度為1.0×10-4M~1.0×10-3M的阻聚劑硫酸銅和濃度為5wt%~25wt%的丙烯酸的混合溶液中；在多情氣氛保護下，在30~80℃溫度下，接枝反應0.5h~3.0h，取出濾膜，用去離子水沖洗，再置于50~60℃恒溫水浴中用去離子水浸泡水洗，24h換水3~5次，取出烘干至恒重，即得到尼龍-66接枝丙烯酸。本專利技術所采用的接枝方法是電子束預輻照接枝的方法。由于采用的尼龍-66濾膜物理化學性能穩定，電子束輻照劑量較小，射線對其結構產生影響較小，電子束能量高穿透深度大，輻照劑量易控制，后續的接枝反應速度快，無污染等特點，具有可以實現大規模生產等優勢；本專利技術所采用的單體是具有羧酸官能團及雙鍵的丙烯酸，對接枝后的濾膜的吸水性能有很大的提高，由于丙烯酸能很好的溶解于水溶液中，因此接枝在水溶液體系中進行；本專利技術所采用的電子加速器為上海先鋒電機廠生產的地那米型加速器（2Mev，10mA），樣品放在平板小車上，在空氣氛圍下，進行動態輻照。本專利技術選用具有特殊官能團的單體，通過電子束預輻照接枝，在一定溫度下將丙烯酸單體成功接枝到尼龍-66表面，濾膜的吸水性能有較大的提高。本專利技術中，接枝后濾膜的吸水性能測試是在常溫下進行，將不同接枝率的濾膜置于室溫下的去離子水中浸泡24h，然后取出，用濾紙擦去表面的水珠，稱其重量，然后通過吸水前后的重量變化的值比上吸水前的重量來計算其吸水率。本專利技術方法僅以水為接枝溶劑，硫酸銅為阻聚劑，在加溫的條件下將丙烯酸單體接枝到尼龍-66濾膜表面，該方法不僅保持了化學法接枝的優良性能，具有操作簡單、易控制和容易獲得非常純的接枝聚合物等特點。附圖說明圖1是尼龍-66接枝前后的FT-IR/ATR圖譜，由圖可知，在1634.80cm-1（酰胺Ⅰ峰）處出現了酰胺基中C=O的特征吸收峰，1538.98cm-1（酰胺Ⅱ峰）和3301.76cm-1處出現了酰胺基中N-H的特征吸收峰，與接枝前尼龍-66相比，接枝后的濾膜在1712.11cm-1處出現了明顯的羧基特征吸收峰，這表明，丙烯酸單體已經成功的接枝到尼龍-66濾膜上面。圖2是接枝前后濾膜的掃描電鏡圖，由圖可知，接枝前的PA-66濾膜表面孔洞較多，孔徑較大；接枝率為5.22%的濾膜表面孔徑有略微減小，且表面有少量的凸起，這些凸起并不是很均勻，濾膜表面比接枝前粗糙；隨著接枝率的提高，接枝率為22.71%和49.11%的濾膜表面孔徑也隨之變得更小，表面更加的粗糙。這可以解釋為，濾膜孔徑內表面接枝上去丙烯酸，導致其結構變粗，表現為濾膜表面孔徑變小，而PA-66表面變的粗糙是由于表面接枝造成的。進一步表征了丙烯酸單體已經成功接枝到PA-66濾膜表面。具體實施方式下面介紹本專利技術的具體實施例，但本專利技術不受實施例的限制。實施例1：將尼龍-66濾膜（PA-66）裁剪成4×4cm正方形，用酒精清洗干凈，放入烘箱，50℃烘干至恒重；濾膜在空氣氣氛中進行電子束預輻照（束流強度為10mA，電子束能量為1.8Mev，樣品置于平板小車上進行動態輻照），輻照劑量為120kGy，樣品輻照后立即放入-14℃的冰箱中保存備用；輻照后的濾膜與襯底材料聚丙烯無紡布疊放在一起，用針線將其固定，然后以玻璃棒為軸心卷成圓柱狀，用棉線捆扎后放入盛有阻聚劑硫酸銅（1.0×10-4M）和丙烯酸水溶液（25wt%）的自制接枝反應容器中；在氮氣氛圍下，接枝溫度為70℃，接枝反應2.0h。得到的接枝膜，用去離子水反復沖洗，再置于60℃恒溫水浴中用去離子水浸泡水洗，24h換水3次，然后置于50℃的烘箱中，烘干至恒重。得到的PA-66濾膜接枝丙烯酸的接枝率為136%。將接枝后的濾膜置于室溫下的去離子水中浸泡24h，然后取出，用濾紙擦去表面的水珠，稱其重量，得到PA-66-AC濾膜的吸水率為513%。實施例2：改變下述條件，其他條件如實施例1。濾膜在空氣氣氛中進行電子束預輻照，輻照劑量為60kGy，其他條件如實施例1相同。得到的接枝膜，用去離子水反復沖洗，再置于60℃恒溫水浴中用去離子水浸泡水洗，24h換水3次，然后置于50℃的烘箱中，烘干至恒重。得到的PA-66濾膜接枝丙烯酸的接枝率為50%。將接枝后的濾膜置于室溫下的去離子水中浸泡24h，然后取出，用濾紙擦去表面的水珠，稱其重量，得到PA-66-AC濾膜的吸水率為132%。實施例3：改變下述條件，其他條件如實施例1。配置10wt%濃度的丙烯酸水溶液，將輻照后的濾膜置于其中進行接枝反應，其他條件如實施例1相同。得到的接枝膜，用去離子水反復沖洗，再置于60℃恒溫水浴中用去離子水浸泡水洗，24h換水3次，然后置于50℃的烘箱中，烘干至恒重。得到的PA-66濾膜接枝丙烯酸的接枝率為79%。將接枝后的濾膜置于室溫下的去離子水中浸泡24h，然后取出，用濾紙擦去表面的水珠，稱其重量，得到PA-66-AC濾膜的吸水率為236%。實施例4：改變下述條件，其他條件如實施例1。配置15wt%濃度的丙烯酸水溶液，將輻照后的濾膜置于其中進行接枝反應，其他條件如實施例1相同。得到的接枝膜，用去離子水反復沖洗，再置于60℃恒溫水浴中用去離子水浸泡水洗，24h換水3次，然后置于50℃的烘箱中，烘干至恒重。得到的PA-66濾膜接枝丙烯酸的接枝率為106%。將接枝后的濾膜置于室溫下的去離子水中浸泡24h，然后取出，用濾紙擦去表面的水珠，稱其重量，得到PA-66-AC濾膜的吸水率為342%。實施例5：改變下述條件，其他條件如實施例1。濾膜在在氮氣氛圍本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電子束預輻照制備尼龍?66接枝丙烯酸的方法，其特征在于該方法的具體步驟為：a.???????將尼龍?66濾膜用酒精清洗干凈，烘干至恒重；b.??????將經步驟a處理過的濾膜進行電子束預輻照，束流強度為5mA~10mA，電子束能量為1.8Mev，劑量為40~160kGy，輻照后立即放入?14℃的冰箱中保存備用；c.???????將經步驟b所得濾膜與襯底材料聚丙烯無紡布疊放在一起，固定后以玻璃棒為軸心卷成圓柱狀，捆扎后放入盛有濃度為1.0×10?4M~1.0×10?3M的阻聚劑硫酸銅和濃度為5wt%~25wt%的丙烯酸的混合溶液中；在多情氣氛保護下，在30~80℃溫度下，接枝反應0.5h~3.0h，取出濾膜，用去離子水沖洗，再置于50~60℃恒溫水浴中用去離子水浸泡水洗，24h換水3~5次，取出烘干至恒重，即得到尼龍?66接枝丙烯酸。

【技術特征摘要】
2014.03.04 CN 201410077680.71.一種電子束預輻照制備尼龍-66濾膜接枝丙烯酸的方法，其特征在于該方法的具體步驟為：a.將尼龍-66濾膜用酒精清洗干凈，烘干至恒重；b.將經步驟a處理過的濾膜進行電子束預輻照，束流強度為5mA～10mA，電子束能量為1.8Mev，劑量為40～160kGy，輻照后立即放入-14℃的冰箱中保存備用；c....

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳明紅，孫勇飛，周瑞敏，徐剛，郭合帥，
申請(專利權)人：上海大學，
類型：發明
國別省市：上海;31