阅读说明：本技术 一种纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合滤膜材料和制法 (Nano titanium dioxide modified polyamide 6 composite filter membrane material and preparation method thereof ) 是由 周展宇 于 2020-12-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及污水处理技术领域,且公开了一种纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合滤膜材料,聚酰胺6是一种工程塑料,有着优良的力学性能、亲水性、耐腐蚀性,纳米二氧化钛表面存在着大量的羟基,有着良好的分散性,同时热稳定性好、刚性高,以聚酰胺6为基体时,掺杂纳米二氧化钛改性得到的膜材料,能够显著提高材料的性能,纳米二氧化钛表面的羟基与对苯二异氰酸酯一端的-NCO反应对位的,对位的-NCO被己内酰胺封端,与己内酰胺单体反应,可以引发己内酰胺发生阴离子聚合,加入的己内酰胺钠引发活化剂己内酰胺接枝的纳米二氧化钛聚合,再在致孔剂和溶剂的作用下,得到纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合滤膜材料。(The invention relates to the technical field of sewage treatment and discloses a nano titanium dioxide modified polyamide 6 composite filter membrane material, wherein polyamide 6 is engineering plastic with excellent mechanical property, hydrophilicity and corrosion resistance, a large amount of hydroxyl groups exist on the surface of nano titanium dioxide, the dispersibility is good, the thermal stability is good, the rigidity is high, when the polyamide 6 is taken as a matrix, the membrane material obtained by modifying nano titanium dioxide is doped, the performance of the material can be obviously improved, the hydroxyl groups on the surface of the nano titanium dioxide react with-NCO at one end of p-phenylene diisocyanate in a para-position, the para-NCO is blocked by caprolactam monomer and reacts with the caprolactam monomer to initiate caprolactam to carry out anionic polymerization, the added caprolactam sodium initiates the polymerization of the nano titanium dioxide grafted by an activating agent, and then under the action of a pore-foaming agent and a solvent, obtaining the nano titanium dioxide modified polyamide 6 composite filter membrane material.)

具体实施方式

为实现上述目的，本发明提供如下具体实施方式和实施例：一种纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合滤膜材料，制法包括以下步骤：

(1)向三口烧瓶中加入甲苯、纳米二氧化钛和对苯二异氰酸酯，纳米二氧化钛、对苯二异氰酸酯的质量比为10:45-60，在氮气氛围中，混合均匀，加入二月桂酸二丁基锡搅拌混合，搅拌反应温度为50-70℃，搅拌反应时间为3-6h，得到异氰酸酯功能化纳米二氧化钛；

(2)向三口烧瓶中加入质量比为10:55-65的异氰酸酯功能化纳米二氧化钛、己内酰胺，升温搅拌，升温搅拌温度为90-105℃，升温搅拌反应时间为4-7h，离心，洗涤，干燥，得到己内酰胺接枝二氧化钛；

(3)向三口烧瓶中加入己内酰胺和己内酰胺接枝二氧化钛，加热温度为120-140℃下，反复抽真空，充氮气，重复3-5次，再加入己内酰胺钠，己内酰胺、己内酰胺接枝的纳米二氧化钛活化剂和己内酰胺钠和质量比为10:90-450:10-15，在油浴条件下恒温聚合，油浴温度为170-190℃，油浴时间为4-6h，将所得样品置于索氏提取器中，用甲醇提取18-24h，得到纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料；

(4)将纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料、甲酸、10％氯化钙的甲醇溶液、和致孔剂聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇混合，纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料、致孔剂的质量比为10:2-4，混合液倒在玻璃板上，铺平成膜，静置，干燥，再置于蒸馏水中静置，置于体积比为118:24:1的去离子水、甘油、亚硫酸氢钠的混合溶液中，得到纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合滤膜材料。

实施例1

(1)向三口烧瓶中加入甲苯、纳米二氧化钛和对苯二异氰酸酯，纳米二氧化钛、对苯二异氰酸酯的质量比为10:45，在氮气氛围中，混合均匀，加入二月桂酸二丁基锡搅拌混合，搅拌反应温度为50℃，搅拌反应时间为3h，得到异氰酸酯功能化纳米二氧化钛；

(2)向三口烧瓶中加入质量比为10:55的异氰酸酯功能化纳米二氧化钛、己内酰胺，升温搅拌，升温搅拌温度为90℃，升温搅拌反应时间为4h，离心，洗涤，干燥，得到己内酰胺接枝二氧化钛；

(3)向三口烧瓶中加入己内酰胺和己内酰胺接枝二氧化钛，加热温度为120℃下，反复抽真空，充氮气，重复3次，再加入己内酰胺钠，己内酰胺、己内酰胺接枝的纳米二氧化钛活化剂和己内酰胺钠和质量比为10:90:10，在油浴条件下恒温聚合，油浴温度为170℃，油浴时间为4h，将所得样品置于索氏提取器中，用甲醇提取18h，得到纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料；

(4)将纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料、甲酸、10％氯化钙的甲醇溶液、和致孔剂聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇混合，纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料、致孔剂的质量比为10:2，混合液倒在玻璃板上，铺平成膜，静置，干燥，再置于蒸馏水中静置，置于体积比为118:24:1的去离子水、甘油、亚硫酸氢钠的混合溶液中，得到纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合滤膜材料。

实施例2

(1)向三口烧瓶中加入甲苯、纳米二氧化钛和对苯二异氰酸酯，纳米二氧化钛、对苯二异氰酸酯的质量比为10:50，在氮气氛围中，混合均匀，加入二月桂酸二丁基锡搅拌混合，搅拌反应温度为55℃，搅拌反应时间为4h，得到异氰酸酯功能化纳米二氧化钛；

(2)向三口烧瓶中加入质量比为10:58的异氰酸酯功能化纳米二氧化钛、己内酰胺，升温搅拌，升温搅拌温度为95℃，升温搅拌反应时间为5h，离心，洗涤，干燥，得到己内酰胺接枝二氧化钛；

(3)向三口烧瓶中加入己内酰胺和己内酰胺接枝二氧化钛，加热温度为125℃下，反复抽真空，充氮气，重复4次，再加入己内酰胺钠，己内酰胺、己内酰胺接枝的纳米二氧化钛活化剂和己内酰胺钠和质量比为10:160:11，在油浴条件下恒温聚合，油浴温度为175℃，油浴时间为5h，将所得样品置于索氏提取器中，用甲醇提取20h，得到纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料；

(4)将纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料、甲酸、10％氯化钙的甲醇溶液、和致孔剂聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇混合，纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料、致孔剂的质量比为10:2.5，混合液倒在玻璃板上，铺平成膜，静置，干燥，再置于蒸馏水中静置，置于体积比为118:24:1的去离子水、甘油、亚硫酸氢钠的混合溶液中，得到纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合滤膜材料。

实施例3

(1)向三口烧瓶中加入甲苯、纳米二氧化钛和对苯二异氰酸酯，纳米二氧化钛、对苯二异氰酸酯的质量比为10:55，在氮气氛围中，混合均匀，加入二月桂酸二丁基锡搅拌混合，搅拌反应温度为65℃，搅拌反应时间为5h，得到异氰酸酯功能化纳米二氧化钛；

(2)向三口烧瓶中加入质量比为10:62的异氰酸酯功能化纳米二氧化钛、己内酰胺，升温搅拌，升温搅拌温度为100℃，升温搅拌反应时间为6h，离心，洗涤，干燥，得到己内酰胺接枝二氧化钛；

(3)向三口烧瓶中加入己内酰胺和己内酰胺接枝二氧化钛，加热温度为135℃下，反复抽真空，充氮气，重复4次，再加入己内酰胺钠，己内酰胺、己内酰胺接枝的纳米二氧化钛活化剂和己内酰胺钠和质量比为10:240:12，在油浴条件下恒温聚合，油浴温度为185℃，油浴时间为5h，将所得样品置于索氏提取器中，用甲醇提取22h，得到纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料；

(4)将纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料、甲酸、10％氯化钙的甲醇溶液、和致孔剂聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇混合，纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料、致孔剂的质量比为10:3.5，混合液倒在玻璃板上，铺平成膜，静置，干燥，再置于蒸馏水中静置，置于体积比为118:24:1的去离子水、甘油、亚硫酸氢钠的混合溶液中，得到纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合滤膜材料。

实施例4

(1)向三口烧瓶中加入甲苯、纳米二氧化钛和对苯二异氰酸酯，纳米二氧化钛、对苯二异氰酸酯的质量比为10:60，在氮气氛围中，混合均匀，加入二月桂酸二丁基锡搅拌混合，搅拌反应温度为70℃，搅拌反应时间为6h，得到异氰酸酯功能化纳米二氧化钛；

(2)向三口烧瓶中加入质量比为10:65的异氰酸酯功能化纳米二氧化钛、己内酰胺，升温搅拌，升温搅拌温度为105℃，升温搅拌反应时间为7h，离心，洗涤，干燥，得到己内酰胺接枝二氧化钛；

(3)向三口烧瓶中加入己内酰胺和己内酰胺接枝二氧化钛，加热温度为140℃下，反复抽真空，充氮气，重复5次，再加入己内酰胺钠，己内酰胺、己内酰胺接枝的纳米二氧化钛活化剂和己内酰胺钠和质量比为10:450:15，在油浴条件下恒温聚合，油浴温度为190℃，油浴时间为6h，将所得样品置于索氏提取器中，用甲醇提取24h，得到纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料；

(4)将纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料、甲酸、10％氯化钙的甲醇溶液、和致孔剂聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇混合，纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料、致孔剂的质量比为10:4，混合液倒在玻璃板上，铺平成膜，静置，干燥，再置于蒸馏水中静置，置于体积比为118:24:1的去离子水、甘油、亚硫酸氢钠的混合溶液中，得到纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合滤膜材料。

对比例1

(1)向三口烧瓶中加入甲苯、纳米二氧化钛和对苯二异氰酸酯，纳米二氧化钛、对苯二异氰酸酯的质量比为10:35，在氮气氛围中，混合均匀，加入二月桂酸二丁基锡搅拌混合，搅拌反应温度为55℃，搅拌反应时间为4h，得到异氰酸酯功能化纳米二氧化钛；

(2)向三口烧瓶中加入质量比为10:45的异氰酸酯功能化纳米二氧化钛、己内酰胺，升温搅拌，升温搅拌温度为95℃，升温搅拌反应时间为5h，离心，洗涤，干燥，得到己内酰胺接枝二氧化钛；

(3)向三口烧瓶中加入己内酰胺和己内酰胺接枝二氧化钛，加热温度为125℃下，反复抽真空，充氮气，重复4次，再加入己内酰胺钠，己内酰胺、己内酰胺接枝的纳米二氧化钛活化剂和己内酰胺钠和质量比为10:70:8，在油浴条件下恒温聚合，油浴温度为175℃，油浴时间为5h，将所得样品置于索氏提取器中，用甲醇提取20h，得到纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料；

(4)将纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料、甲酸、10％氯化钙的甲醇溶液、和致孔剂聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇混合，纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料、致孔剂的质量比为10:1，混合液倒在玻璃板上，铺平成膜，静置，干燥，再置于蒸馏水中静置，置于体积比为118:24:1的去离子水、甘油、亚硫酸氢钠的混合溶液中，得到纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合滤膜材料。

对比例2

(1)向三口烧瓶中加入甲苯、纳米二氧化钛和对苯二异氰酸酯，纳米二氧化钛、对苯二异氰酸酯的质量比为10:75，在氮气氛围中，混合均匀，加入二月桂酸二丁基锡搅拌混合，搅拌反应温度为65℃，搅拌反应时间为5h，得到异氰酸酯功能化纳米二氧化钛；

(2)向三口烧瓶中加入质量比为10:80的异氰酸酯功能化纳米二氧化钛、己内酰胺，升温搅拌，升温搅拌温度为100℃，升温搅拌反应时间为6h，离心，洗涤，干燥，得到己内酰胺接枝二氧化钛；

(3)向三口烧瓶中加入己内酰胺和己内酰胺接枝二氧化钛，加热温度为135℃下，反复抽真空，充氮气，重复4次，再加入己内酰胺钠，己内酰胺、己内酰胺接枝的纳米二氧化钛活化剂和己内酰胺钠和质量比为10:540:18，在油浴条件下恒温聚合，油浴温度为185℃，油浴时间为5h，将所得样品置于索氏提取器中，用甲醇提取22h，得到纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料；

(4)将纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料、甲酸、10％氯化钙的甲醇溶液、和致孔剂聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇混合，纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料、致孔剂的质量比为10:6，混合液倒在玻璃板上，铺平成膜，静置，干燥，再置于蒸馏水中静置，置于体积比为118:24:1的去离子水、甘油、亚硫酸氢钠的混合溶液中，制成纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合材料。

使用纳米二氧化钛的质量分数为1％的纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合滤膜材料，利用滤膜和超滤杯制成的装置，在室温，0.1MPa压强下，测定含油废水的水通量，检测的国家标准为GB/T 34242-2017。

使用纳米二氧化钛的质量分数为1％的纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合滤膜材料，采用HT-3020万能材料拉伸试验机对不同滤膜进行相应的拉伸测试。

使用纳米二氧化钛的质量分数为1％的不同纳米二氧化钛改性聚酰胺6复合滤膜材料，对含油废水中COD去除效果做出相关测试。