阅读说明：本技术 基于静电纺丝制备pdms-pmma超疏水膜的方法 (Method for preparing PDMS-PMMA (polydimethylsiloxane-polymethyl methacrylate) super-hydrophobic membrane based on electrostatic spinning ) 是由 王玉梅 胡建强 郭力 杨士钊 徐新 王艺臻 于 2019-11-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于静电纺丝制备PDMS-PMMA超疏水膜的方法,采用聚甲基丙烯酸甲酯(PDMS)和二甲基硅氧烷(PMMA)相结合制备电纺丝溶液,然后将电纺丝溶液采用静电纺丝技术进行处理,最终制备出PDMS-PMMA超疏水膜；该超疏水膜不仅疏水性能好、对盐离子截留效果好,同时使用后便于后续处理降解；从而防止其对环境造成二次污染。(The invention discloses a method for preparing a PDMS-PMMA (polydimethylsiloxane-polymethyl methacrylate) superhydrophobic film based on electrostatic spinning, which comprises the steps of preparing an electrospinning solution by combining polymethyl methacrylate (PDMS) and dimethyl siloxane (PMMA), and then treating the electrospinning solution by using an electrostatic spinning technology to finally prepare the PDMS-PMMA superhydrophobic film; the super-hydrophobic membrane has good hydrophobic property and salt ion interception effect, and is convenient for subsequent treatment and degradation after use; thereby preventing the secondary pollution to the environment.)

基于静电纺丝制备PDMS-PMMA超疏水膜的方法

技术领域

本发明涉及一种基于静电纺丝制备PDMS-PMMA超疏水膜的方法，属于疏水膜制备技术领域。

背景技术

随着各国工业化进程的不断推进，由之带来的水污染问题也愈发严重。将含油废水排入河流、海洋等水体中会对水生生物的生存造成极大的威胁，人类误食污染区的鱼类后会引发一系列的病症。因此如何妥善地处理含油废水成为一个亟待解决的问题。目前含油废水主要有以下几种处理方法：重力分离法、离心分离法、浮选法、混凝法、燃烧法、光催化氧化法以及吸附法等。然而这些方法大多操作流程复杂，工艺繁琐，容易产生有毒物质进而对环境造成二次污染。近年来兴起的膜分离法由于装置简单、适用范围广、分离效率高等特点，已经开始被越来越多的用于含油废水的分离；其中该方法的关键在于超疏水膜的性能。

目前常用于制备油水分离膜的材料有聚偏氟乙烯(PVDF)、聚苯乙烯(PS)以及聚氨酯(PU)等聚合物材料。但是这些材料降解困难，其中PVDF和PS还具有毒性，其后处理极易对环境造成二次污染。并且现有的超疏水膜其疏水性较差，并且其对废水中的盐离子的截留效果较差；因此如何制备一种不仅疏水性能好、对盐离子截留效果好，同时便于后续处理降解的超疏水膜，是本行业的研究方向。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于静电纺丝制备PDMS-PMMA超疏水膜的方法，制备的超疏水膜不仅疏水性能好、对盐离子截留效果好，同时使用后便于后续处理降解；从而防止其对环境造成二次污染。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于静电纺丝制备PDMS-PMMA超疏水膜的方法，:该方法的具体步骤为：

A、选取原料：选取聚甲基丙烯酸甲酯(PDMS)和二甲基硅氧烷(PMMA)作为原料；

B、制备电纺丝溶液：将聚甲基丙烯酸甲酯和二甲基硅氧烷加入到混合容器内，所述两者之间的质量比例为(1～3):(1～2)，然后将混合容器的温度达到50℃～70℃，在该温度条件下，采用磁力搅拌器对混合液进行搅拌，持续2～3h，完成后将混合液放置到温度为20℃～25℃的环境下，直至其冷却至环境温度后，完成电纺丝溶液的制备；

C、制备聚甲基丙烯酸甲酯/二甲基硅氧烷超疏水膜：将电纺丝溶液注入到静电纺丝装置的注射器中，并将注射器安装到推进泵上，确定静电纺丝的参数后，启动静电纺丝装置对电纺丝溶液进行静电纺丝，完成静电纺丝后制成二甲基硅氧烷/二甲基硅氧烷超疏水膜；其中所述静电纺丝的参数包括：施加电压8～13kV，接收距离8～16cm，推进速度0.6～1.5mL h^-1。

进一步，所述聚甲基丙烯酸甲酯和二甲基硅氧烷的质量比例为1:1。

进一步，所述静电纺丝的参数中，施加电压为10.5kV，接收距离13cm，推进速度1.0mL h^-1。

与现有技术相比，本发明采用聚甲基丙烯酸甲酯(PDMS)和二甲基硅氧烷(PMMA)相结合制备电纺丝溶液，然后将电纺丝溶液采用静电纺丝技术进行处理，最终制备出PDMS-PMMA超疏水膜；该超疏水膜不仅疏水性能好、对盐离子截留效果好，同时使用后便于后续处理降解；从而防止其对环境造成二次污染。

附图说明

图1是本发明实施例中不同PDMS-PMMA质量比下制得的超疏水膜，其膜表面水静态接触角(WCA)与纺丝液粘度(Viscosity)的变化关系图。

具体实施方式

下面将对本发明作进一步说明。

实施例1：

一种基于静电纺丝制备PDMS-PMMA超疏水膜的方法，:该方法的具体步骤为：

A、选取原料：选取聚甲基丙烯酸甲酯(PDMS)和二甲基硅氧烷(PMMA)作为原料；

B、制备电纺丝溶液：将聚甲基丙烯酸甲酯和二甲基硅氧烷加入到混合容器内，所述两者之间的质量比例为1:2，然后将混合容器的温度达到65℃，在该温度条件下，采用磁力搅拌器对混合液进行搅拌，持续2.5h，完成后将混合液放置到温度为24℃的环境下，直至其冷却至环境温度后，完成电纺丝溶液的制备；

C、制备聚甲基丙烯酸甲酯/二甲基硅氧烷超疏水膜：将电纺丝溶液注入到静电纺丝装置的注射器中，并将注射器安装到推进泵上，确定静电纺丝的参数后，启动静电纺丝装置对电纺丝溶液进行静电纺丝，完成静电纺丝后制成二甲基硅氧烷/二甲基硅氧烷超疏水膜；其中所述静电纺丝的参数包括：施加电压12kV，接收距离14cm，推进速度1.3mL h^-1。

实施例2：

一种基于静电纺丝制备PDMS-PMMA超疏水膜的方法，:该方法的具体步骤为：

A、选取原料：选取聚甲基丙烯酸甲酯(PDMS)和二甲基硅氧烷(PMMA)作为原料；

B、制备电纺丝溶液：将聚甲基丙烯酸甲酯和二甲基硅氧烷加入到混合容器内，所述两者之间的质量比例为1:1.5，然后将混合容器的温度达到55℃，在该温度条件下，采用磁力搅拌器对混合液进行搅拌，持续2h，完成后将混合液放置到温度为21℃的环境下，直至其冷却至环境温度后，完成电纺丝溶液的制备；

C、制备聚甲基丙烯酸甲酯/二甲基硅氧烷超疏水膜：将电纺丝溶液注入到静电纺丝装置的注射器中，并将注射器安装到推进泵上，确定静电纺丝的参数后，启动静电纺丝装置对电纺丝溶液进行静电纺丝，完成静电纺丝后制成二甲基硅氧烷/二甲基硅氧烷超疏水膜；其中所述静电纺丝的参数包括：施加电压9kV，接收距离14cm，推进速度0.7mL h^-1。

实施例3：

一种基于静电纺丝制备PDMS-PMMA超疏水膜的方法，:该方法的具体步骤为：

A、选取原料：选取聚甲基丙烯酸甲酯(PDMS)和二甲基硅氧烷(PMMA)作为原料；

B、制备电纺丝溶液：将聚甲基丙烯酸甲酯和二甲基硅氧烷加入到混合容器内，所述两者之间的质量比例为1:1，然后将混合容器的温度达到60℃，在该温度条件下，采用磁力搅拌器对混合液进行搅拌，持续3h，完成后将混合液放置到温度为23℃的环境下，直至其冷却至环境温度后，完成电纺丝溶液的制备；

C、制备聚甲基丙烯酸甲酯/二甲基硅氧烷超疏水膜：将电纺丝溶液注入到静电纺丝装置的注射器中，并将注射器安装到推进泵上，确定静电纺丝的参数后，启动静电纺丝装置对电纺丝溶液进行静电纺丝，完成静电纺丝后制成二甲基硅氧烷/二甲基硅氧烷超疏水膜；其中所述静电纺丝的参数包括：施加电压10.5kV，接收距离12cm，推进速度1.0mL h^-1。

实施例4：

一种基于静电纺丝制备PDMS-PMMA超疏水膜的方法，:该方法的具体步骤为：

A、选取原料：选取聚甲基丙烯酸甲酯(PDMS)和二甲基硅氧烷(PMMA)作为原料；

B、制备电纺丝溶液：将聚甲基丙烯酸甲酯和二甲基硅氧烷加入到混合容器内，所述两者之间的质量比例为3:2，然后将混合容器的温度达到50℃℃，在该温度条件下，采用磁力搅拌器对混合液进行搅拌，持续2.8h，完成后将混合液放置到温度为25℃的环境下，直至其冷却至环境温度后，完成电纺丝溶液的制备；

C、制备聚甲基丙烯酸甲酯/二甲基硅氧烷超疏水膜：将电纺丝溶液注入到静电纺丝装置的注射器中，并将注射器安装到推进泵上，确定静电纺丝的参数后，启动静电纺丝装置对电纺丝溶液进行静电纺丝，完成静电纺丝后制成二甲基硅氧烷/二甲基硅氧烷超疏水膜；其中所述静电纺丝的参数包括：施加电压13kV，接收距离15cm，推进速度1.4mL h^-1。

实施例5：

一种基于静电纺丝制备PDMS-PMMA超疏水膜的方法，:该方法的具体步骤为：

A、选取原料：选取聚甲基丙烯酸甲酯(PDMS)和二甲基硅氧烷(PMMA)作为原料；

B、制备电纺丝溶液：将聚甲基丙烯酸甲酯和二甲基硅氧烷加入到混合容器内，所述两者之间的质量比例为2:1，然后将混合容器的温度达到68℃，在该温度条件下，采用磁力搅拌器对混合液进行搅拌，持续2.4h，完成后将混合液放置到温度为20℃的环境下，直至其冷却至环境温度后，完成电纺丝溶液的制备；

C、制备聚甲基丙烯酸甲酯/二甲基硅氧烷超疏水膜：将电纺丝溶液注入到静电纺丝装置的注射器中，并将注射器安装到推进泵上，确定静电纺丝的参数后，启动静电纺丝装置对电纺丝溶液进行静电纺丝，完成静电纺丝后制成二甲基硅氧烷/二甲基硅氧烷超疏水膜；其中所述静电纺丝的参数包括：施加电压9kV，接收距离9cm，推进速度0.7mL h^-1。

试验证明：通过图1可知，不同PDMS-PMMA质量比下制得的超疏水膜，其膜表面水静态接触角(WCA)中质量比为1:1时最高，并且其波动范围最小(即最稳定)，另外纺丝液粘度(Viscosity)中质量比为2:1时浓度最大；由于接触角越大、同时纺丝液粘度浓度越大能保证超疏水膜的性能越好，其中接触角对性能影响的比重较大，因此综合考虑得出处于质量比为1:1时，制备的超疏水膜的性能最好。另外对各个实施例制得的超疏水膜的性能进行检测，得出采用实施例3制备的超疏水膜的性能最好。